• Название:

    В мире науки №4 2004 Атомы пространства и вре...


  • Размер: 8.82 Мб
  • Формат: PDF
  • или
  • Сообщить о нарушении / Abuse

Установите безопасный браузер



  • Название: vmn0404_01-02
  • Автор: admirall

Предпросмотр документа

тема номера:

АТОМЫ
ПРОСТРАНСТВА
И ВРЕМЕНИ
Наша
растущая Галактика

Первый
карманный арифмометр

Шизофрения:
расщепленное сознание

Мужчина и женщина
эпохи неолита

Демографическая
революция и будущее человечества



4 2004

содержание
МАЙ 2004

ГЛАВНЫЕ ТЕМЫ НОМЕРА
АСТРОНОМИЯ

20

НАША РАСТУЩАЯ ГАЛАКТИКА
Барт Ваккер, Филипп Рихтер

Млечный Путь – живой и динамично развивающийся объект.
НЕЙРОБИОЛОГИЯ

30

ЗАГАДКИ ШИЗОФРЕНИИ
Дэниел Джэвитт и Джозеф Койл

Изучение тончайших механизмов работы головного мозга дает надежду
на создание более эффективных лекарств для лечения шизофрении.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

38

ТОТАЛЬНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ
Рой Уонт

В будущем аппаратура будет предвосхищать наши желания и заботиться
о нас, не требуя усилий с нашей стороны.
ФИЗИКА

48

АТОМЫ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ
Ли Смолин

Пытаясь разработать квантовую общую теорию
относительности, ученые пришли к выводу, что пространство
и время – дискретны.
АРХЕОЛОГИЯ

58

МУЖЧИНА И ЖЕНЩИНА ЭПОХИ НЕОЛИТА
Ян Ходдер

Ученые считают, что в поселениях Европы времен неолита
господствовал матриархат.
ЭКОЛОГИЯ

66

КОГДА ВЕСНА В РАЗГАРЕ
Дэниел Гроссман

Глобальное потепление климата нарушает синхронизацию
жизненных циклов взаимозависимых видов живых существ
в экосистемах.
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСТВО

74

ПЕРВЫЙ КАРМАННЫЙ АРИФМОМЕТР
Клифф Столл

Удивительная история о том, как гениальное изобретение
спасло жизнь своему автору и завоевало весь мир.
НАУКА И ОБЩЕСТВО

82

ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ И БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
Сергей Капица

Развитие населения Земли следует рассматривать
как эволюцию самоорганизующейся системы.

в мире науkи
Учредитель и издатель:
Негосударственное образовательное
учреждение «Российский новый университет»

РАЗДЕЛЫ:

Главный редактор:
С.П. Капица
Заместитель главного редактора: В.Э. Катаева
Ответственный секретарь:
Редакторы отделов:
Редакторы:

О.И. Стрельцова
А.Ю. Мостинская
В.Д. Ардаматская

ПРОФИЛЬ

18

Стив Нейдис

По мнению океанолога Салли Чизхолм,
исследования микроскопических
обитателей океана позволят
раскрыть тайны биосферы.

Д.В. Костикова, А.А. Приходько

Старший менеджер по распространению:
С.М. Николаев
Менеджер по распространению: А.В. Евдокимов
Старший менеджер по PR:

А.А. Рогова

Научные консультанты:
доктор биологических наук И.В. Перевозчиков,
кандидат физ-мат. наук В.Г. Сурдин, доктор
географическим наук Ю.Я. Мачерет
Над номером работали:
Е.В. Базанов, Е.Г. Богадист, О.А. Василенко,
М.Е. Ведревич, Е.М. Веселова, Ф.С. Капица,
Б.А. Квасов, Т.М. Колядич, Д.А. Мисюров,
С.Р. Оганесян, И.П. Потемкин, И.Е. Сацевич,
В.В. Свечников, М.Г. Смирнова, К.Р. Тиванова,
П.П. Худолей, Н.Н. Шафрановская
Корректура:

Ю.Д. Староверова

Препресс:

КЛЕТКИ, ПРАВЯЩИЕ МОРЯМИ

ОБЗОРЫ:
ОТ РЕДАКЦИИ

3

БИОЛОГИЯ ПОД КОНТРОЛЕМ?

4

50, 100 И 150 ЛЕТ ТОМУ НАЗАД

6

НОВОСТИ И КОММЕНТАРИИ

Up-studio

Отпечатано: ОАО «АСТ-Московский
полиграфический дом»
748-6733
Заказ №2120

• Рожденные взрывом
• На дне бездны
• Как по маслу
• Акустическое обоняние
• Нобелевская премия – 2003
• Экстремальный научный проект
• Пластмассовый форум
• Антарктические исследования
• Биотехнологии и безопасность
• Лучшие инженеры
• На заседании РАН
• Опасные лекарства

Адрес редакции:
105005 Москва, ул. Радио, д. 22, к. 409
Телефон: (095) 105-03-72, тел/факс (095) 105-03-83
e-mail: red_nauka@rosnou.ru; www.sciam.ru
© В МИРЕ НАУКИ
РосНОУ, 2004
Журнал зарегистрирован в Комитете РФ по
печати. Свидетельство ПИ № 77-13655 от 30.09.02
Тираж:
15 000 экземпляров
Цена договорная.
Перепечатка текстов и иллюстраций только
с письменного согласия редакции. При цитировании ссылка на журнал «В мире науки» обязательна. Редакция не всегда разделяет точку зрения
авторов. Редакция не несет ответственности за
содержание рекламных материалов.
Рукописи не рецензируются и не возвращаются.

92

КНИЖНОЕ ОБОЗРЕНИЕ

94

ПРОВЕРКА МИКРОСХЕМ

SCIENTIFIC AMERICAN
ГОЛОВОЛОМКА

ESTABLISHED 1845
Editor in Chief:

John Rennie

Дэннис Шаша

Editors:
Mark Alpert, Steven Ashley, Graham P. Collins,
Carol Ezzell, Steve Mirsky, George Musser
News Editor:

Если хочешь – доверяй, если можешь –
проверяй!

Philip M. Yam

Contributing editors:
Mark Fichetti, Marguerite Holloway,
Michael Shermer, Sarah Simpson, Paul Wallich
Art director:

Edward Bell

Vice President and publisher:

Bruce Brandfon

Chairman emeritus:

John J. Hanley

Chairman:

Rolf Grisebach

СПРОСИТЕ ЭКСПЕРТОВ

95

Как долговременное пребывание на орбите
влияет на организм космонавтов?
Как лапки геккона прилипают к
поверхности?

President and chief executive officer:
Gretchen G. Teichgraeber
Vice President and managing director,
international:
Dean Sanderson
Vice President:

Frances Newburg

© 2004 by Scientific American, Inc.
Торговая марка Scientific American, ее текст
и шрифтовое оформление являются исключительной собственностью Scientific American, Inc.
и использованы здесь в соответствии с лицензионным договором.

АПРЕЛЬ 2004

ОТ РЕДАКЦИИ

TEK IMAGE Photo Research, inc.

БИОЛОГИЯ ПОД
Три года назад группа биологов из Австралийского национального университета в Канберре, работая над созданием
контрацептивной вакцины для мышей,
которая помогла бы уменьшить численность грызунов, неожиданно для себя
получила патогенный микроорганизм,
приводящий к гибели 60% инфицированных им животных. Патоген появился в результате трансформации вируса,
вызывающего у мышей оспу. А недавно
на конференции в Женеве американские исследователи сообщи-ли о создании аналогичного вируса со 100%-ным
летальным эффектом.
Положительная сторона подобных
экспериментов заключается в том, что
они позволяют предусмотреть возможные действия биотеррористов, а отрицательная – что как раз преступники и
могут ими воспользоваться. (К счастью,
изменения, делающие вирус оспы поистине смертоносным, приводят к утрате
им контагиозности.) Таким образом,
опасения вызывают не только опыты,
прямо открывающие путь к созданию
бактериологического оружия, но и (что
гораздо хуже) невинные исследования.
Возникает резонный вопрос: может
быть, биология слишком непредсказуема, чтобы отдавать ее на откуп ученым?
Со времен Манхэттенского проекта ограничения, введенные службой национальной безопасности, стали неотъемлемой частью профессиональной деятельности любого физика. Биологическое же
сообщество до сих пор само контролировало свои исследования. Так, в 1975 г.,
стремясь избежать нежелательных последствий применения технологии рекомбинантных ДНК, молекулярные генетики договорились, что соответствую-

в мире науkи

kонтролем?

щие эксперименты должны согласовываться с Консультативными комитетами
по рекомбинантным ДНК (Recombinant
DNA Advisory Committees, RAC).
Возросшая в последнее время опасность биотерроризма требует адекватных превентивных действий. В октябре
2003 г. Национальный научно-исследовательский совет США (National Research
Council, RNC) настоял на инспектировании разработок, которые могли бы
использоваться для создания биологического оружия, и взятия их под контроль.
Консультативным комитетам по рекомбинантным ДНК вменялось в обязанность провести оценку всех экспериментальных исследований, таящих потенциальный риск, таких, например, как
ослабление вакцин, создание микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам или
обладающих повышенной вирулентностью, трансформация клеток и белков,
повышающая вероятность их использования в качестве биологического оружия.

Предполагается также создание консультативного совета в рамках министерства
здравоохранения и социальных органов,
который помогал бы RAC организовать
взаимодействие между учеными и специалистами служб безопасности.
Предложения RNC нашли понимание
у многих ученых и экспертов по обороне, увидевших в них возможность соблюдения равновесия между свободой
научного творчества и требованиями
безопасности. Впрочем, Джон Марбургер (John Marburger), помощник президента США по науке, заявил, что администрация еще не приняла окончательного решения по этому поводу и,
возможно, выступит с предложением
ввести более жесткие ограничения на
исследовательские работы.
Однако возникает резонный вопрос:
смогут ли все эти меры гарантировать
безопасность? Ведь дальнейшие ограничения на доступ к информации и на
свободный обмен ею небезопасны сами
по себе, поскольку являются преградой
на пути научного прогресса. Так, в докладе RNC указывается, что Белый дом однажды уже попытался наложить запрет
на распространение информации, которую он назвал «заслуживающей рассмотрения, но окончательно не отнесенной к той или иной категории».
Столь нечеткие понятия в сфере науки
могут нанести вред национальной безопасности, сковывая творческую инициативу.
Конечно, биомедицинские исследования необходимо ограничить, но не
в ущерб свободе научного творчества.
Сами ученые во взаимодействии с правительством должны определять эти
рамки. 

3

50, 100, 150 ЛЕТ НАЗАД
В поисках трития • Преследование лихорадки • Допрос свидетелей

АПРЕЛЬ 1954
СЕКС ДЛЯ УДОВОЛЬСТВИЯ. Социологи, политики и работники здравоохранения многих стран серьезно обеспокоены
проблемой перенаселения. Чтобы улучшить баланс между
природными ресурсами и численностью населения, предпринимаются активные шаги для популяризации планирования семьи. Однако такой подход сталкивается с серьезной
проблемой: возникает насущная потребность в противозачаточном средстве, которое было бы простым, практичным
и экономически доступным для каждого человека. 
ТРИТИЙ. «Менее десяти лет назад люди ничего не знали о существовании трития. Сначала он был обнаружен среди
продуктов ядерного синтеза в реакторах, а затем его нашли
и в природе. Всего на нашей планете не более 1 кг трития,
боЂльшая часть которого растворена в океанах и практически не подлежит обнаружению. Зачем же гоняться за
ничтожной горсткой этого вещества? Ответ прост: как и
изотопы углерода, тритий (изотоп водорода) может быть
превосходным индикатором для изучения естественных
процессов. С его помощью мы можем датировать останки
растений и многое узнать о движении воздуха и влаги над
поверхностью земного шара». – Уиллард Либби (Willard F.
Libby) [В 1960 г. Либби был удостоен Нобелевской премии
по химии за работы с углеродом-14 – Прим. ред.] 

АПРЕЛЬ 1904
РАЗНОСЧИК ЛИХОРАДКИ. По мнению доктора Грэхема из
Бейрута, москиты виновны в распространении еще одной
болезни, а именно – тропической лихорадки, называемой
также африканской лихорадкой, жирафьей лихорадкой,
лихорадкой денди и т.д. Болезнь, возникающая в жарком
климате южных штатов, редко приводит к смертельному
исходу, но сопровождается неприятными осложнениями:
параличом, бессонницей, умственным и физическим изнеможением и т.п. В одном из экспериментов доктор Грэхем
доставил инфицированных лихорадкой москитов в город,
расположенный на высоте 1 км на уровнем моря, где не было ни москитов, ни лихорадки. Один из аборигенов был заперт в комнате с москитами. На четвертый день он слег с
острым приступом лихорадки. Москиты были немедленно
уничтожены, и ни одного случая заражения больше не произошло. 
ПОЖАРНЫЙ КОСТЮМ. Самыми опасными считаются те пожары, в ходе которых выделяется большое количество
удушливого дыма и вредных газов. Чтобы помочь пожарным тушить подобные возгорания, один колорадский изобретатель разработал защитный костюм, изображенный на
иллюстрации. Он изготовлен из газонепроницаемого материала, закрывающего человека от шлема до пояса. Воздух
внутри колпака очищается химическими реагентами, расположенными в коробке за спиной. 

АПРЕЛЬ 1854
СВИДЕТЕЛЬ-ЭКСПЕРТ. Летом 1853 г. было заслушано громкое дело Джона Хендриксона младшего (John Hendrickson Jr), отравившего аконитином свою жену Марию.
Преступник был осужден на основании научного заключения о его виновности. Опубликованные в прессе судебные
материалы попали в руки профессора Уэллса (Wells) из Бостона. Возмущенный вопиющей необоснованностью научного вердикта, он подал в суд апелляцию, подписанную несколькими именитыми химиками. [Хендриксон был
повешен 5 мая 185 г. – прим. ред.] 

Защитный костюм для пожарных, 1904 г.

4

в мире науkи

РАЙСКОЕ МЕСТЕЧКО. В только что изданном Himalayan
Journals доктор Хукер (Hooker) приводит такое описание
«приятной» прогулки по непальским Гималаям: «Целые полчища пиявок роились в ручьях, влажной траве и среди кустарников; они залезали мне в волосы, повисали на веках,
ползали по ногам и спине. Я неоднократно снимал с себя
целые сотни пиявок. Их укусы не проходили в течение пяти
месяцев, а шрамы остались по сей день». 

АПРЕЛЬ 2004

НОВОСТИ И КОММЕНТАРИИ

ВЗРЫВЫ, ВСПЛЕСКИ И

вспышkи
Крис Йозефович

В ГАЛАКТИКЕ ВОДОВОРОТ на снимке
в рентгеновских лучах – сверхновая
SN 1994I редкого типа Iс. Именно такие взрывы могут быть источником
гамма-всплесков и вспышек рентгеновского излучения.

ДО САМОГО

Ученые давно подозревали, что всплески гамма-излучения связаны со взрывами звезд, но не знали, как их классифицировать. Результаты анализа
гамма-всплеска, достигшего Земли
29 марта 2003 г., позволяют предположить, что большинство таких феноменов порождаются космическими
взрывами одной природы. Вспышка,
о которой идет речь, была самой близкой из всех зарегистрированных: она
произошла на расстоянии всего
2,6 млрд. световых лет от Земли,
и астрономам удалось точно определить ее энергию. Сравнение с ранее
зарегистрированными всплесками,
вспышками рентгеновского излучения

и взрывами редких сверхновых типа Iс
показало, что во всех случаях выделяется примерно одинаковое количество энергии: приблизительно столько,
сколько выработало Солнце за время
своего существования. Следовательно,
такие события имеют сходное происхождение, скорее всего их порождают
взрывы, сопровождающие коллапс
массивной звезды. По мнению Эдо
Бергера (Edo Berger) из Калифорнийского технологического института,
изучавшего упомянутый всплеск,
взрывы различаются между собой
только формами выделения энергии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. 

дна
Стивен Эшли

НЕ ВОЛОКНОМ ЕДИНЫМ
Наряду с организацией оптоволоконной связи есть и другие технические задачи, стоящие перед создателями нового подводного агрегата.
Его многослойный сферический
корпус будет изготовлен из прочной
и легкой алюмооксидной керамики, способной защитить аппаратуру от чудовищного глубоководного
давления свыше тонны на квадратный сантиметр. Дополнительную

6

в мире науkи

Людям всего несколько раз удалось
заглянуть в Марианскую впадину
(на глубину 11 022 м). Первая экспедиция состоялась в 1960 г., когда Жак Пикар (Jacques Piccard) опустился на дно
глубочайшей пропасти в батискафе
ВМФ США «Триест». Примерно 35 годами позже японский подводный аппарат Kaiko с дистанционным управлением совершил еще несколько
погружений в бездну. Чрезвычайная
глубина и высокое давление до сих
пор не позволяли ученым детально
исследовать сердце океана.
Недавно Вудсхоулский океанографический институт, Университет
Джонса Гопкинса и ВМФ США занялись разработкой подводного аппара-

та, который упростит проведение научных исследований на больших глубинах и сделает их рентабельными.
Новое устройство будет сочетать в себе достоинства полностью автономного робота и управляемого батискафа,
получающего
команды
с поверхности по тонкой оптоволоконной линии. Механизм весом в одну
тонну будет помещаться в морском
транспортном контейнере вместе
с оборудованием. Таким образом, компактную и легкую систему можно будет быстро развернуть с обычных океанографических судов, обходясь без
специальной плавучей базы. Аппарат
будет достаточно дешевым, его можно
использовать не только для глубоких

АПРЕЛЬ 2004

NASA/CXC/UMD/A. WILSON ET AL.

Гибридный подводный аппарат превратит исследования океанских
глубин в обыденность.

НОВОСТИ И КОММЕНТАРИИ
погружений, но и для традиционных
исследований. Ожидается, что проект
стоимостью $5,5 млн., финансируемый Национальным научным фондом
США, Управлением военно-морских
исследований США и Национальным
управлением по исследованию океанов и атмосферы, будет закончен через четыре года.
Главный козырь нового проекта –
комбинированный подход. Обычные
батискафы слишком велики и дороги,
поскольку должны гарантировать
безопасность экипажа. Полностью
независимые роботы тоже обходятся
недешево: чтобы они могли выполнять исследовательские работы, они
должны быть чрезвычайно «умными».

белем и транспортный модуль, оснащенный дополнительным двигателем,
батареями питания, электромеханическим манипулятором и оборудованием для сбора образцов. Грузило
на стальном тросе поможет роботу
преодолеть коварные океанские течения и спуститься на среднюю глубину.
Затем аппарат начнет самостоятельно
погружаться, постепенно вытравливая
кабель. Достигнув дна, автоматический исследователь отцепится от якоря и приступит к выполнению задания, передавая информацию по оптической линии. По завершении работы агрегат начнет сматывать кабель,
затем состыкуется с грузилом и будет
готов подняться на судно.

Вместе с тем длинные кабели, на которых подводные аппараты спускают
с судов, как правило, оказываются
недостаточно прочными и не позволяют исследовать больш