На днях нас порадовали очередной "прекрасной новостью" о том, что в Симсонах больше не будет второстепенного персонажа Апу, индийского американца владеющего продуктовым магазином в Спрингфилде. Об этом рассказал один из продюсеров Симсонов - Ади Шанкар. Данное решение принимается менеджерами Fox в связи с расовым скандалом начавшимся с выхода "фильма" "Проблемы с Апу" комика Хари Кондаболу. Согласно мнению Хари, персонаж Апу в частности и сериал Симсоны в целом "поощряют обидные и оскорбительные стереотипы" об индусах.
Это такая шутка. И вся шутка в том, что он - индус
Когда читаешь такие новости, складывается стойкое ощущение, что некоторые люди просто не умеют в сатиру, не слышали о том, что в этом мире существуют такие вещи как ирония, гротеск, сарказм. А именно эти сатирические приёмы в отношение устойчивых социальных стереотипов является основой всего сериала Симсоны. В нём высмеиваются типичные для американского общества персонажи и социальные отношения между ними, главными героями сериала является типичная, предельно стереотипная американская семья живущая в типичном маленьком американском "двухэтажном" городке, со вполне типичным для такого городка населением.
Постоянно присутствующие в сериале персонажи поднимают на смех фанатично верующих христиан и представителей церкви, американскую страховую и платную медицину, копов и преступность, представителей власти и буржуев, реднеков и журналистов. Создатели Симсонов не останавливаясь на социальных ролях, шутят и на расовую тематику: Итальянский мафиози «Жирный Тони», Сумасшедший шотландец садовник Вилли, еврей клоун Красти и да, Индус Апу.
Персонажи Симсонов глубоко гиперболизированы, их стереотипы возведены практически в абсолют и по каждому из них можно было бы снять отдельный фильм, который бы показывал, что персонаж Неда Фландерса оскорбляет чувства верующих, персонаж Мистера Бернса оскорбляет чувства миллионеров, а персонаж Мисс Хувер оскорбляет чувства школьных учителей, не иначе. Ведь каждый из них обладает целым набор ярких и несомненно, оскорбительных стереотипов.
В сценах с Апу создатели Симсонов поднимают такие вопросы как
— Миграционная политика;
— Просрочка продуктов питания в магазинах;
— Вопросы трудоустройства и занятости мигрантов;
— Культурные разница, например, в отношении к женщинам.
Если мы задумаемся над тем, как это подаётся в сериале, мы быстро придём к выводу, что сам по себе персонаж, не является негативным героем, и если он и совершает какие-то неправильные с точки зрения общества поступки, делает он это не по «злому умыслу» и не в силу своего характера, а потому что само устройство общества толкает его на это. Его персонаж вынужден бороться с бюрократией за право получить гражданство, ему нужны средства чтобы прокормить свою большую семью и массу голодных ртов, а часть его взглядов и следующих из них поступков несомненно являются культурным балластом, полученным в самой Индии, который так ярко контрастирует с американской культурой.
Таким образом, как это и свойственно социальной сатире, через гиперболизированных, порой гротескных персонажей и с помощью уничижительных стереотипов, создатели иронизируют над самим обществом, его устройством, над системой которая своим существованием приводит людей к такой жизни, к выполнению такой социальной роли.
Мы можем поставить на место Апу практически любого другого персонажа, за исключением лишь может быть мистера Бернса, но и в его случае, мы можем придти к выводу, что он является несомненным порождением системы, пусть и иного рода. Тут скорее идёт речь про отрицательную селекцию, что только персонаж обладающий такими личными качествами, смог в этой системе заработать миллионы и обрести такую власть.
Сатира хороша тем, что она является прекрасным симптомом для реальных общественных проблем. Как жанр она имеет глубокую историю уходящую корнями в далёкое прошлое. Примера ради Маркс Твен высмеивал социокультурные нравы американского юга до гражданской войны, в особенности вопросы рабства, а Салтыков-Щедрин широко освещал вопросы коррупции, жажды наживы, рутины, прописной морали.
Сатира является важным социальным явлением, которое помогает обществу обличать и решать свои проблемы, становиться лучше. Обычным же людям она с одной стороны позволяет устанавливать некие личные моральные и нравственные границы основанные на антиподах, по принципу «я постараюсь не быть таким как персонаж из сатиры». А с другой стороны, простым и доступным любому языком объясняет, почему в обществе случается то или иное дерьмо.
Однако, как показывает история, если не обращать внимания на высмеиваемые сатирой проблемы, их последующее решение может быть крайне болезненным для общества, как то показали гражданские войны в Америке и России. Тем печальнее от такого рода новостей, ведь они показывают, как сильно больно общество, коль у нас предпочтут закрыть глаза на проблему, или бороться с симптомами общественных недугов, нежели с их реальными причинами.
Есть такая народная забава, портировать Doom на всякие калькуляторы. Массовым это увлечение стало уже в декабре 1997 года когда Джон Карман перевёл исходники Doom под лицензию GPL сделав их общедоступными для некоммерческого использования. В этой статье мы расскажем немного об этой забаве и приведём 5 самых интересных портаций DOOM.
Сам Doom написан на языке С, достаточно низкоуровневом и близком к железу языке, что делает портацию на самые разные устройства более простой и осуществимой задачей.
24 июня 2009 ID Software была приобретена издательством ZeniMax Media, которое в спустя несколько лет перевела под лицензию GPL исходный код других продуктов разработанных ID Software, такие как Quake 2, 3, Wolfenstein 3D а впоследствии и Doom 3 BFG Edition.
Важное замечание, что под лицензией GPL только исходный код, а игровые файлы, музыка, текстуры все ещё остаются платными и продаются в steam. Таким образом компания имеет возможность продолжать зарабатывать на этих тайтлах давая возможность разработчикам всего мира перенять их опыт и хорошие (а также и плохие, например wolf_actor_ai.c ) решения.
Так на что же портировали Doom?
В первую очередь Doom конечно портировали на различные устройства и платформы, чтобы в него действительно можно было поиграть. К такого рода портам например относится портирование на Adobe Flash. Можете поиграть в DOOM на известном сайте Flash игр NewGrounds.
Также Doom запустили в браузере с помощью JavaScript. Но тут все на порядок сложнее, так как на JS написали порт DOS эмулятора Dos-Box и уже в нём запускается DOOM (а также многие другие игры). В общем матрёшка получилась такая, что лично у меня DOOM тормозит.
DOOM запустили на MacBook Pro — эта фраза вовсе не вызывает удивления. Совсем другое дело в том, что его запустили не на экране, а на TouchBar’e макбука. Играть на нём конечно совершенно не возможно, но ведь работает!!!
4 — На кнопке клавиатуры Оптимус Максимус
Это клавитура от студии Артемия Лебедева на каждой кнопке которой есть небольшой экранчик. Чтобы “запустить” на ней DOOM, пришлось сильно извратится, по сути, сам DOOM работает на машине к которой подключена клавиатура, специальная программа очень часто делает скриншоты игры который и показываются на кнопке клавиатуры.
В отличие от TouchBar’a играть уже можно, хотя конечно и не удобно.
3 — На пианино.
Это конечно специальное пианино с дисплеем, где кнопки пианино при нажатии не только издают звуки, ну и служат для управления в игре. Можете сами оценить, какая “симфония” получается при игре в DOOM.
2 — На бензопиле.
Конечно для этого пришлось встроить в бензопилу Raspberry Pi и экранчик, но разве оно того не стоило, это же так в духе самого DOOM.
1 DOOM
Да, вы всё правильно поняли, DOOM запустили внутри DOOM, чтобы вы могли играть в DOOM пока играете в DOOM.
В моде GZDoom, вы можете найти игровой автомат в котором собственно будет Doom.
И на заключение, DOOM портируют не только на различные устройства, но в том числе и на более современные игровые движки. Одна группа энтузиастов например занимается портированием DOOM на движок Unity и выглядит это вот так
Другая группа пишет собственный движок который открывает возможность для желающих разрабатывать собственные модификаций для DOOM, одной из самых известных на данный момент является Brutal DOOM и это в свою очередь выглядит вот так:
Тяжелая музыка для окончания тяжелой трудовой недели. Норвежского блэка всем в ленту!
Сегодня у нас Old man’s child – суровая группа из суровой страны фьордов. Официальным годом их основания считается 1993, хотя на тот момент музыканты уже пару лет вместе играли. Основатель группы Гальдер (Томас Руне Андерсен) также с 2001 года является соло-гитаристом небезызвестной группы Dimmi Borgir.
Изначально ребята думали играть дэт-метал, но вскоре сместились в сторону блэка, к которому примешивается то трэш, то симфо… Мягкая мелодичность, мрачная серьезность, брутальная скорость и глубокая атмосферность – все это вы найдете в творчестве Old man’s child.
История у группы сразу была какой-то нелегкой. Демо-альбом «In The Shades Of Life», вышедший в ноябре 1994 года, они записывали, когда Гальдер и гитарист Ярдар (Йон Ойвинд Андерсен) служили в армии. Видимо, в перерывах между службой родине. Зато демо выстрелил. И первый альбом «Born Of The Flickering» (1995) ребята записывали уже при содействии норвежского лейбла Hot Records.
В 1997 года выходит их второй альбом — The Pagan Prosperity». Но, несмотря на успех, группа оказывается на грани распада. Кому-то сложно совмещать игру с постоянной работой, кто-то увлечен параллельным проектом, а у одного из участников появились серьезные проблемы с наркотиками. В общем, в группе фактически остался один Гальдер, которые, честь ему и хвала, решил не опускать руки. Более того, он собрался в одиночку записать альбом! Чтобы не использовать драм-машину, Гальдер пригласил Гена Хоглана – виртуозного барабанщика, игравшего во многих группах, включая Testament, Dark Angel и Death. И он стал единственным помощником Гальдера (кроме звукоинженера). Гальдер сыграл на всех инструментах (кроме ударных), покрутил ручки почти всех звукозаписывающих устройств в шведской студии Sunlight, чтобы добиться идеального звучания и явить миру шедевральный альбом «Ill-natured Spiritual Invasion». Сам написал музыку, сам сыграл, сам выпустил альбом. Типичный сын маминой подруги. Кстати, все вокальные партии Гальдер импровизировал прямо во время записи. Писать и учить слов – для слабаков. =)
В 1999 году группа вновь обросла музыкантами. И в шведской Abyss Studio, записывая нашумевший альбом «Revelation 666», Гальдер был уже не так одинок. Но это не помешало ему в 2000 году объявить о старте карьеры в Dimmu Borgir. Впрочем, это не стало окончанием существования Old man’s child. Альбомы выходили в 2003, 2005 и 2009 году.
А теперь, вместо того, чтобы говорить о том, когда и как Old man’s child писали музыку, давайте ее слушать! Мы специально подобрали для вас самое смачное из их творчества.
Не хотелось писать про политику, но коль никто не хочет сказать этой вполне, казалось бы, очевидной вещи, всё-таки напишу. Тут в общем скоро выборы Владимира Владимировича, и это, разумеется, ни у кого сомнений не вызывает. Однако в предвыборной гонке появился кандидат, который немного растормошил политическое болото, придал массу неоправданных надежд и вызвал бурные дискуссии.
Сам кандидат при этом совершенно вторичен, а вот на внезапное оживление стоит обратить внимание, так как это оживление вполне настоящее и отражает состояние умов в нашем болотце.
В общем, выдвинула КПРФ от себя не Зюганова, а хорошо известного в узких кругах, гражданина Грудинина. И партия, конечно, с этим решением не прогадала. Учуяв, что в кои-то веки на политической арене появляется новое лицо, к которому, внезапно, ещё нет стойкого рвотного рефлекса ( С ксюшадью тут, конечно, в АП прогадали. ) к поддержке этого кандидата потянулись самые разные силы.
От очень левых активистов, любящих рассказывать про классовую борьбу и заветы Ильича, до очень правых активистов, любящих рассказывать о миграционной борьбе и национальных интересах. Не обошлось и без центристов, модно называющих себя патриотической оппозицией, которая так и не может определиться, что там должно быть с человеческим лицом, социализм али капитализм.
В итоге, набралось в предвыборный ковчег штаб всякой твари по паре и принялись они активно сношать мозги всем окружающим на тему того, что вот он, наконец-то, нормальный кандидат, которого не грех и поддержать.
Тут надо сделать лирическое отступление, что на протяжении последних нескольких лет an masse было популярно такое утверждение как «Кто, если не Путин?». Оставим за скобками политического уравнения тех, кто на этот вопрос рефлекторно отвечал — «Навальный». Их Грудинин совершенно не заинтересовал и наша притча вовсе не про них.
Вот это вот выражение, «Кто, если не Путин?», оно, в сущности, значительно шире, чем его буквальное восприятие. Левые, например, не первый год устойчиво восклицают: «Ну и кто сейчас скажет — Есть такая партия!?» или «Ну и где оно, это классовое самосознание?», Правые от них совершенно не отстают, говоря об отсутствии уже «Национального самосознания» и «Организации национально-освободительной борьбы…». Ну а все остальные задаются всё тем же вопросом в более простой и лаконичной формулировке. «Кто, если не Путин?».
И всё это время лично я, например, пытался подробно и внятно объяснять людям, что серьёзные и качественные политические преобразования, тем более, в интересах широких масс, а не узкого круга лиц, — это результат долгого и упорного труда со стороны тех самых масс с одной стороны, и определённых социально-экономической условий с другой стороны. Что для этого надо работать не когда представится удобный случай, а каждый день упорно тянуть лямку.
Сколько слов было сказано о том, что равнение на авторитеты, сколь бы лучезарными они не были, это пережиток доиндустриального общества, когда образование могли получить единицы. А современному человеку подобает думать своей головой и относиться к любым авторитетам и их предложениям с рациональным скептицизмом.
Что надеяться на чудо или что всё само как-нибудь пройдёт да наладиться — бесполезно. Что бездействие есть молчаливая поддержка сложившегося порядка вещей. И если этого чуда всё-таки хочется, то его надо выковывать самостоятельно, своими силами и трудом.
Но, как известно, критикуют сотни, предлагают десятки, а работают единицы.
И пока ряд знакомых мне товарищей в поте лица работал, остальные надеялись, что вот придёт добрый дядя, да как наведёт порядок, да как пойдут за ним все от мала до велика, поддержат они его стан богатырский, да наведёт он с их помощью и поддержкой народной в стране порядок вольный, да заживём мы все жизнью новою…
И вот оно, свершилось! Наконец-то, появился ОН, тот самый, кто «если не Путин»! Предводитель инфантилов всея руси.
И теперь инфантилы уверяют, что вот уже не за горами перемены, надо всего лишь пойти на избирательный участок, легитимизировать своим участием выборыВладимира Владимировича, повысить явку и симулировать настоящую борьбу, поддержать кандидата нашего народного. И вот тогда, победит он, и будет чудо, оживёт Россиюшка!
И глубоко безразлично инфантилам, что типа «социалистическая» партия выставляет на выборы олигарха с миллиардными счетами в заграничных банках, что был он в 2000 доверенным лицом Путина, что был он и членом «Единой России», и ЛДПР, и вот уловил, что нынче в моде красные, да подался в КПРФ.
Это ведь всё фигня и мелочи. Что загадывать? Вы вот лучше сходите да проголосуйте, авось, выиграем наконец-то в эту лотерею.
Но я твёрдо знаю, что в этой игре в выигрыше всегда казино. А вы, дорогие россияне, такой жизни и такой политики заслужили. Заслужили всё это говно, мракобесие, деградацию и бесправие своей ленностью и бездействием, надеждой на доброго дядю, который придёт и наведёт порядок, да и просто, чудесный случай. Боженька, жги, тут нечего спасать.
Тут на днях была новость о том, что Рогозин представил сербскому президенту Александру Вучичу систему жидкостного дыхания, продемонстрировав её работу на таксе. Казалось бы, не произошло ничего удивительного, если бы не реакция граждан и не желтушные заголовки СМИ.
В целом, эту историю можно разделить на 2 основных реакции:
1) "Живодёры поганые, лучше вы себя утопили, чем несчастную таксу!" - примерно такое смысл можно встретить в тысячах сообщений в соцсетях, а также в заголовках некоторых СМИ, например: "Рогозин позволил публично утопить таксу" - от Лента.ру
2) "Вот это да, будущее становиться ближе, раньше о таком только в книгах писали, а теперь отечественная наука с колен встаёт" - в СМИ технологию представляют как "инновационную разработку" и пишут, что это "уникальная система" - hi-news.ru
Проблема только в том, что это технология из 70-х годов прошлого века, а реакция зоозащитников как всегда носит крайне выборочный и потому неадекватный характер. Но давайте обо всём поподробней.
Когда эксперименты ставят на животных в лабораторных условиях, даже в том случае, когда нет никаких гарантий, что с животным будет всё хорошо, это почему-то не вызывает такого возмущения со стороны зоозащитников, чем когда происходит нечто подобное, как в этой демонстрации.
И тут либо дело в том, что в демонстрации участвовала милая такса, а не безличная лабораторная мышка, либо в том, что демонстрацию проводили российские власти. Если это реакция на них, то «топить» надо было не за собачку, а за то, что эта технология вовсе не является какой-то там уникальной и инновационной.
Один из первых опытов в работе с перфторуглеродами был произведён в СССР, в далёком 1975 году в институте сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева профессором Белоярцевым. А ещё до этого, были не столь удачные опыты, с соляными растворами с высоким содержанием кислорода, неудачными они были потому, что эта примитивная соляная смесь не позволяла удалять углекислый газ из лёгких, что приводило к скорой смерти испытуемых мышек.
Так вот, перфторуглероды, это вещество, в котором все атомы водорода были заменены на атомы фтора. Благодаря этому он имеет крайне ценные свойства и характеристики. Например, обладает абсолютной инертностью в сочетании с устойчивостью вещества. В любом агрегатном состоянии не соединяется ни с чем (ни с металлами, ни с щелочами, ни с кислотами…), оно диэлектрик.
Несмотря на эти замечательные свойства, основная проблема всё та же — выведение углекислого газа из лёгких, перфторуглероды с этим справляются плохо. Это можно было бы решить, если бы жидкость постоянно циркулировала, для взрослого человека весом 70 кг требуется поток 5 литров в минуту. Однако такая скорость вентиляции лёгких не доступна перфторуглеродам из-за их высокой вязкости.
В итоге получается, что рабочая жидкость, которую мы сможем использовать, должна обладать плотностью воды, в то время, как самая совершенное перфторуглеродное вещество на данный момент — перфлуброн, в два раза плотней воды.
Кстати, опыты по жидкостному дыханию, или жидкостной вентиляции лёгких проводились и на людях, а именно с 1989 года в Пенсильвании проводилась жидкостная вентиляция лёгких, как способ терапии младенцев со смертельными нарушениями функций дыхания. Врачи в любом случае не могли их спасти. Эксперименты показали то, что и ожидалось, краткосрочное улучшение физиологических показателей, которое сходило на нет из-за проблем вывода углекислого газа из лёгких.
Так что, кричать о том, что будущее наступило, рановато, тем более смешно говорить о том, что российская наука встаёт с колен, на примере использования технологии прошлого века. Ну а зоозащитникам чем переживать о животных, на которых сейчас ставят эксперименты, лучше активнее предлагать и разрабатывать альтернативы, такие как биочипы и более комплексное компьютерное моделирование, или использование машинного обучения.
Но и считать, что необходимое вещество никогда не будет синтезировано также не стоит, исследования в этой области продолжаются не только в России, и пока нет оснований говорить о том, что эта задача невыполнима.
ПостАпокалипсис и АнтиУтопии уверенно обосновались в человеческой культуре в XX веке, а в XXI стали одним из самых популярных направлений в кинематографе, литературе и компьютерных играх. Удивительно, как со временем изменился взгляд человека в будущее. Если в предыдущие эпохи человек глядел в будущее с нетерпеливым ожиданием технологического прорыва, создания Рая на Земле, то сейчас мы скорее предположим ядерную зиму и смерть всего сущего. Ну или создание высокотехнологичной диктатуры... Варианты есть, но в них очень мало позитивного.
Мы боимся будущего и делаем это далеко небезосновательно. Сериал "Черное зеркало" показывает нам отражения этого возможного будущего. Он делает особенный акцент на технологиях - как существующих, так и опережающих наши. При этом сериал наглядно демонстрирует, как эти технологии способны изменять нашу жизнь к лучшему или превращать её в сущий кошмар, в зависимости от того, как и кем они будут использоваться.
Само название сериала «Черное зеркало» — это художественная отсылка к лучшему другу и спутнику современного человека — смартфону. Черное зеркало — это погашенный экран телефона, в который мы смотрим каждый день. И идея всего повествования — это отражение технологий в человеке и человека в технологиях.
О Сериале
Сериал представляет из себя антологию — набор мини-историй, не связанных общим сюжетом. Всё, что их объединяет — это сатира на образ жизни современного общества и влияние технологий на него. Также регулярно поднимаются вопросы человечности и морали. При этом истории созданы с разным подходом. В одном случае авторы отказываются от каких-либо допущений и показывают нам альтернативную реальность, чьё технологическое развитие равно нашему. В другом случае, дополняют привычный нам образ современного общества парой новых, более продвинутых технологий, радикально влияющих на социум.
Благодаря крайне незначительным изменениям образа современности с одной стороны, зритель может легко представить себя на месте действующих героев сериала, а с другой стороны, те небольшие изменения, которые всё же есть, выглядят контрастно и впечатляюще. Более того, о многих показанных в фильме технологиях мы с упоением мечтаем на протяжении последних нескольких десятков лет. Пишем статьи о том, что в недалёком будущем такие технологии будут вполне реальны и доступны. По крайней мере, многое из представленного в сериале является для меня тем, что я рассчитываю увидеть к своей старости.
Как насчёт возможности записывать и воспроизводить воспоминания на имплантат, встроенный в череп ? А идею дополненной реальности уже не только обсуждают, но и активно реализуют. Я не раз читал про пчел-дронов, которые смогут заменить настоящих опылителей в случае необходимости. Очки виртуальной реальности? А как насчёт полного погружения?
Но задумывались ли мы, какие угрозы могут нести все эти технологии, окажись они не в тех руках? А как они способны влиять на моральный облик человека?
Сериал увидел свет 6 лет назад, в 2011 году и на данный момент насчитывает 3 сезона и 12 эпизодов. В конце этого года нас обещают порадовать новым сезоном с ещё 6 эпизодами.
Не до смеха
Черное зеркало преподнесёт вам огромный букет самых разных эмоций. Благодаря тому, что серии не имеют общего сюжета и действующих лиц, каждая серия будет дарить вам новые впечатления и пищу для размышлений. Одна серия заставит вас пережить тяжелейшую человеческую трагедию и драму. Другая будет интересным детективом с неожиданной развязкой. Ужастик, триллер, боевик… Каждый раз Черное зеркало будет отражать возможное будущее под новым углом.
Но чего не стоит ждать от этого сериала, так как это юмора и комедии. Да, вы увидите много сатиры, но это та сатира, которая заставит вас задуматься о вопросах этики и морали, о том, как устроено наше общество, о том, какой выбор делаем мы сами и люди, которые нас окружают. Посмотрите серию с друзьями или близкими (старше 16 лет), и поднятые в ней вопросы станут прекрасной темой обсуждения на вечер, а может и более. «Черное зеркало» может легко вдохновить вас на творчество, быть может, вы захотите написать свою историю, а может, стать тем человеком, который привнесёт в наш мир одну из показанных в сериале технологий.
Как вы догадываетесь, один из основных вопросов, который поднимается на протяжении всего сериала, является вопрос о том, «кто совершает убийство, пуля, или человек спустивший курок». То есть: опасны ли технологии самим своим существованием, или они представляют угрозу только когда оказываются в «не тех руках»? Способны ли они вызвать нездоровый ажиотаж и превратить людей в моральных уродов, или человек изначально гнилая тварь, раз способен превратить прогресс во зло?
Мы боимся будущего, но что именно пугает нас, технологии, способные сделать нашу жизнь лучше, или люди, способные благодаря этим технологиям превратить её в кошмар?
Несмотря на тяжелое повествование, острые вопросы, драму и прочие атрибуты интеллектуального кино, «Черное зеркало» — это еще и просто очень интересное шоу. Скрепя сердцем его даже можно назвать развлекательным. Качественная картинка, отличные актеры, великолепные сценарии — все слагаемые качественного теле-продукта на месте… И мысль об этом невольно заставляет меня провести аналогию между сериалом и одним из его эпизодов — «15 миллионов заслуг» (1 сезон, серия 2).
В ней молодой человек, разочаровавшись в мире, прорывается на телевизионное шоу, хватает кусок стекла и, угрожая самоубийством в прямом эфире, заставляет зрителей выслушать себя. Он произносит пламенный монолог о том, что все вокруг — фальшивка, что люди стали черствыми, и сумели извратить абсолютно все, что их окружает. Он критикует общество, систему и современную мораль. В ответ зрительный зал разрывается аплодисментами: все согласны с ним… И ему предлагают авторское ток-шоу, где он на камеру продолжает произносить свои пламенные речи в плановом порядке, приставляя к горлу кусок стекла, который после эфира возвращается в специальную обитую бархатом коробочку.
Нет ли в этой серии иронии «Черного зеркала» над самим собой? Ведь это популярный медиа-продукт, коммерчески успешный проект, одна из целей которого показать, что все медиа-продукты имеющие коммерческий успех — это приземлённое развлекалово, в котором, как правило, не поднимаются по-настоящему важные для людей и общества вопросы…
В прочем, совсем уж махровых зрителей, любящих красивые картиночки и фантастику, и мастерски закрывающих глаза на острые проблемы, сериал отфильтровывает еще в самом начале. Ведь того, кто ищет веселья, не позабавит вид мужика, насилующего свинью.
В своём предыдущем обзоре [1] я обещал, что в следующий раз мы поговорим о биотехнологиях. Думаю, можно считать, что мы закончили обозор книги TomorrowLand, и теперь просто проходимся широким гребнем по различным областям человеческих знаний. Многие считают, что биотехнологии являются одной из самых перспективных областей современности. Буквально неделю назад Билл Гейтс написал [2], что будь он современным выпускником, то для начала своей карьеры он выбирал бы одну из следующих областей: "Искусственый интеллект", "Энергетика" и "Бионауки". И, в отличие от его мнения об облагаемых налогом роботов, с этой позицией сложно не согласиться.
Биотехнологии не только крайне перспективное направление, но и область фантастически обширная. Новейшие разработки из этой сферы используются в медицине, сельском хозяйстве, промышленном производстве, археологии и чёрт знает где ещё. Возможно, обзор будет напоминать книгу российского учёного и популяризатора науки Александра Панчина - "Сумма Биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей". К своему сожалению, эту книгу я ещё не прочитал (я исправлюсь, честное слово!), но что-то мне подсказывает, что многое, о чём я сейчас буду писать, можно более подробно прочитать там.
Для того, чтобы обзор не представлял из себя кашу, я буду структурировать его по связке "Клёвая фича - метод реализации". Заранее хочу оговорить, что я не буду подробно рассказывать про методы биотехнологий, как именно осуществляется перенос генов, как из бактерий извлекают специально вырабатываемые ими белки, как из клетки извлекают ядро и переносят в другую клетку, как работает метод CRISPR/Cas9 [3] и так далее... Так как описание каждого метода тянет на отдельный огромный материал, а лично мне хотелось бы рассказать о том, как новые технологии меняют привычный для нас мир и каким в свете этих достижений представляется не очень далекое будущее.
Ну, поехали.
Для начала небольшой занимательный факт: средняя продолжительность жизни человека на протяжении исторического периода и вплоть до XIX века оставалась практически неизменной и колебалась в диапазоне от 30 до 33 лет без явных тенденций к росту или падению. Ощутили себя стариками? А начиная с XIX века, в индустриально развивающихся странах средняя продолжительность жизни начала показывать устойчивую тенденцию к росту. К началу XX века средняя продолжительность жизни в этих странах увеличилась в среднем на 10 лет, до 40-43 лет. А к началу XXI века, увеличилась почти в два раза, до 78-80 лет. [4]
Это непосредственная синергия биотехнологий в действии. Причём далеко не самых сложных, а наоборот, самых базовых. Таких результатов человечество добилось за счёт банальных пастеризации, очистки воды, введением норм гигиены и антибиотиков. При этом, мы, как биологический вид, стали не только дольше жить, но также прибавили в росте и весе. Что же будет с человеком и окружающим миром, когда все те многочисленные технологии и методы, которые появились на свет благодаря исследованиям ДНК, выйдут за пределы лабораторий и станут массовыми?
Многие области человеческой деятельности претерпят фундаментальные изменения, и одной из первых будет медицина. Мир будущего, это мир персонифицированный, мир, в котором на заводе выпускается не 100 тысяч пар одинакового продукта, на который нет нативного спроса без применения рекламы, а тот, где завод в считанные минуты производит необходимое под заказ конкретного человека, учитывая его особенные потребности. То же самое и с медициной, тебя будут лечить не так, как лечат всех, а в соответствии с твоими генетическими и иными особенностями. Разумеется, процесс перехода от индустриальной/всеобщей медицины, к персонифицированной, будет не резким, а постепенным. Ну а окончательный переход состоится тогда, когда у новорожденного младенца сразу после шлепка по попе возьмут генетический материал на анализ. И к концу первого дня его жизни, где-то в сети, в облаке, уже будет его персональная медицинская карта с проведённым анализом генома, указанием его особенностей.
Некоторые скептики скажут, что это неэффективно, трудозатратно и вообще непонятно зачем. Всё равно мы не знаем, что делает большинство генов, анализ жутко дорогой и большинство заболеваний, типа вируса гриппа, к геному человека отношения не имеет никакого, им болеют все и одинаково. Вот только с каждым годом генетический анализ человека становится дешевле, мы узнаем, за что отвечает тот или иной ген, а индивидуальный подход спасает вполне реальные жизни. Возможно, одной из таких жизней является моя собственная.
Дело в том, что я являюсь носителем гена HLA-DQ8, то есть, болен целиакией. [5] Мой организм не в состоянии усваивать глютен [6], а его систематическое употребление наносит значительный ущерб пищеварительной системе. Данный диагноз мне поставили в 18 лет, к этому моменту, постоянное употребление мучных продуктов привело к целой массе побочных заболеваний, и у меня есть большие сомнения в том, дожил бы я до сегодняшнего дня или нет. Но я абсолютно точно знаю, что если бы я и мои родители обладали информацией об этой болезни с самого рождения, у меня было бы значительно меньше проблем, да и вся моя жизнь сложилась бы иначе. Генетические особенности есть у каждого из нас, просто далеко не все о них в курсе. А анализ ДНК, это самый первый шаг на пути в этом направлении.
Однако, персонализированная медицина не ограничивается только лишь анализом генома. Как насчёт выращивания органов, Ваших органов, вне вашего тела? Мало ли, что может произойти в жизни? Наши органы не вечны, ровно так же, как не вечны и наши клетки, они не могут делиться сколь угодно долго, в процессе постоянного деления накапливаются ошибки копирования, при удвоении молекулы ДНК она укорачивается со своих концов, происходит обрезание теломеров что приводит к тому, что клетка вообще перестаёт делится.
Если мы заранее отложим и заморозим определённое количество нашего генетического материала, в будущем мы сможем выращивать себе новые органы и ткани, взамен старых, изношенных, постаревших и не рабочих, ну или просто фатально поврежденных в рамках какой-то катастрофы. Так, например, ученые уже научились выращивать готовые к трансплантации мышцы сердца в листьях шпината. [7] Очищенные от клеток растения листья используются как каркас, по капиллярной системе листа пускается жидкость с питательными веществами для человеческих клеток. Целлюлоза листа био-совместима и с ней не возникает проблем отторжения тканей. Я не удивлюсь, если, в конечном счёте, ученые выведут специальные растения, у которых будет особенно подходящая для выращивания органов и тканей структура.
Разумеется, в разработке находятся и иные способы создания человеческих органов и тканей, одним из таких способов является печать на 3D-биопринтере, за последние несколько лет мы могли прочитать новости про то, как ученые напечатали яичники [8], кожу [9], щитовидную железу [10] и судя по всему, это только начало.
Однако, помимо выращивания полноразмерных органов для трансплантации из вашего генетического материала, врачи будущего также могут выращивать миниатюрные версии органов, подключенные к пучку нейронов [11] для произведения полнофункционального тестирования реакций как бы вашего организма, то есть, клеток, аналогичных вашим, на те или иные лекарства и терапевтические методы, что позволит подобрать наиболее подходящий для вашего организма метод лечения от того или иного заболевания. Ну и в свою очередь, именно на таких версиях будут производить тестирование всех новых лекарств и методов терапии, больше никаких опытов над живыми людьми!
Другой, несколько спорный с точки зрения этики, метод заключается в гуманизировании животных. Это либо ксенотрансплантация [12], выращивание человеческих органов в эмбрионах животных [13] для последующей трансплантации (дальнейшая жизнь и развитие животной особи с человеческим органом, скорее всего будет невозможной), либо замена некоторой части ДНК животного на ДНК человека. То есть опыты будут проводиться на всё тех же подопытных мышках, но реакция мышей на лекарства, терапию и так далее, будет более близкой к реакции человека, из-за идентичных человеку генов.
С другой стороны, можно не только использовать новые органы и ткани, но и увеличивать срок эксплуатации уже используемых. Сейчас ведётся много различных исследований, посвященных продлению жизни вообще, и человека в частности. В рамках одного из таких исследований, ученые нашли способ, с помощью которого можно увеличивать длину теломер [14], про которые говорилось ранее. Но укорачивающаяся длина теломеров, это лишь одна из проблем, которую предстоит решить на пути продления жизни. Другой проблемой является накапливаемый в клетках мусор (например, плохо свернутые белки или неправильно работающие органеллы ), который не поглощается клеткой из-за блокировки белком TOR. Этот белок был полезным для человека в период, когда в любой момент человеческой жизни мог наступить голод, сейчас же, он скорее вреден, чем полезен.
Однако, ученые работают над способами обхода такой «блокировки» и на данный момент достаточно перспективными выглядят исследования химического соединения «Сиролимус», также известного как препарат Рапамицин. Это вещество не только блокирует белок TOR, позволяя клеткам поглощать мусор, он также используется в области трансплантологии, снижая вероятность отторжения пересаженных органов и тканей, а ещё он обладает антираковыми свойствами, замедляя образование новых опухолей и разрастание текущих. И это далеко не все его полезные свойства. [15]
Подытоживая эту часть статьи, можно смело сказать, что если ранее увеличение продолжительности жизни человека обеспечивалось в первую очередь качественным преобразованием его среды существования, то на данный момент мы имеем массу перспективных методов и веществ, основная задача которых состоит в продлении жизни, в этом же направлении ведутся и вполне целевые исследования. А поэтому, актуальный на данный момент вопрос состоит в том, когда мы научимся применять эти методы массово и производить вещества и новые органы в промышленных масштабах. С другой стороны, если сохранится современная финансово-экономическая система, можно начать опасаться того, как бы все эти замечательные технологии не привели человечество к антиутопии, описанной в мюзикле «генетическая опера», когда к вам заявится коллектор за органом, по которому вы просрочили платеж.
Чтобы понять, насколько обширна область применения биотехнологий, вот вам небольшая новость. Ученые из Индии нашли [16] в слизи лягушек агента (урумин), способного уничтожать вирус гриппа H1. Для применения данного пептида в медицине, ученым предстоит найти в ДНК лягушки Hydrophylax bahuvistara ген, отвечающий за выработку этого вещества, скопировать его и перенести в геном другого животного или растения (скорее всего, это будет бактерия), после чего выделить данное вещество из бактерии (или иного организма в котором оно будет производиться). И затем, на базе полученного вещества, сделать лекарственное средство.
Схожим методом человечество может модифицировать и другие организмы, для производства других целевых веществ. Наверняка, мимо вас не прошла новость о том, что гусеницы моли (Galleria mellonella) оказались способны переваривать полиэтилен. [17] Однако, гусеницы вырабатывают недостаточно большое количество фермента разлагающего полиэтилен, чтобы их использование в области экологии стало экономически целесообразным, поэтому, также как и с лягушками, выработка этого вещества в промышленных масштабах ляжет на плечи бактерий.
Однако, мы должны понимать, что биотехнологии это не только новые потрясающие возможности, но и многие опасности. Это не только вопросы био-терроризма и биологического оружия [18], но и угроза распространения сверх-дешевых в производстве наркотических веществ, например, такими же методами можно научить дрожжи производить морфий [19] в условиях обычной домашней пивоварни. Но что ещё страшнее, это принципиально новые способы доставки веществ в организм человека — перманентный. С одной стороны, ученые могут создать новые бактерии-симбиоты для человеческой микрофлоры кишечника, которые будут выводить излишки аммиака из организма [20], а с другой стороны, такие же бактерии-симбиоты могут производить некие вещества, делающие человека безвольным рабом системы (привет «Эквиллибриум» и «Дивный Новый Мир» [21]), вот только эти вещества не надо будет применять постоянно, достаточно проглотить капсулу с одной колонией бактерий, и дальше они обеспечат тебя необходимым веществом до конца твоей жизни.
Я не знаю, стоит ли говорить о столь банальном направлении, как выведение новых сортов растений (чем человечество занимается уже не первую тысячу лет), которым на данный момент целенаправленно добавляются некоторые особенные свойства. В большинстве своём, растениям на данный момент добавляют устойчивость к вредителям и вирусам, это несколько «банальные» модификации. А из интересных модификаций можно выделить следующие:
— Улучшение лечебно-диетических свойств, например добавление гена, благодаря которому в плоде растения накапливается β-каротин (провитамин А). Это, в частности, проекты «Золотой Рис» [22] и проект модифицированной Маниоки (Африканская картошка).
— Улучшение растений с целью производства конкретных белков. Если выше речь шла про бактерии, которые будут производить целевые вещества, то же самое можно делать и с помощью растений. Например, ученые вывели рис, производящий человеческий белок альбумин [23], этот белок может использоваться для питания тяжелобольных людей, не способных самостоятельно питаться, а также в целях искусственного поддержания жизни.
— Помимо целевых белков, могут производиться не менее целевые анти-тела, например, пшеница, производящая антитело scFvT84.66 для антираковой терапии. [24]
К сожалению, провалился интересный проект Glowing Plant [25], реализация которого сулила человечеству фантастическую экономию электроэнергии на освещении, однако, это вовсе не значит, что светящиеся деревья, растения, грибы не появятся в обозримом будущем. В самой идее нет ничего антинаучного, а методы генетической модификации совершенствуются с каждым годом.
Важно отметить, что модификация растений на данный момент оказывает на сферу производства различных веществ и тем более, на сельское хозяйство, примерно такое же влияние (сопоставимое), как в своё время переход от плуга с лошадью к трактору и комбайну. Так как с одной стороны, модифицированные сорта способны давать больший урожай, а с другой стороны, данные сорта требуют значительно менее дорогостоящего ухода, так как самостоятельно справляются с различными вирусами и вредителями. Всё это, в конечном счёте, увеличивает производительность труда и позволяет при вложении наименьшего количества ресурсов получать большее количество целевого продукта.
Если информация относительно модификации растений достаточно широко распространена, и об этом знают многие, то другое направление, а именно — модификация царства животных, не освещена практически никак. А ведь современные технологии позволяют модифицировать и их, в этом может быть несомненная польза как для человека, так и для целых экосистем.
В первую очередь, модификации, конечно же, подверглись виды, которые человек и до этого долго и упорно селекционировал — коровы. В рамках различных исследований и опытов, были созданы устойчивые к туберкулёзу коровы [26], коровы без рогов [27], коровы с генами человека, которые вырабатывают практически идентичное человеческому молоко [28] и в процессе разработки находится проект, по итогам которого коровы будут вырабатывать меньше метана [29].
Из других интересных проектов, надо отметить проекты модификации комаров, разрабатываемые с целью борьбы с малярией, лихорадкой-денге и другими заболеваниями, которые переносятся комарами. Для борьбы с малярией ученые создают комаров, которые фактически не могут быть переносчиками паразита, вызывающего эту болезнь [30]. Гены, не дающие паразиту жить в комаре, успешно передаются по наследству, таким образом, американские ученые надеются, что со временем вся популяция комаров потеряет возможность быть переносчиками. А вот их бразильские коллеги для борьбы с лихорадкой-денге пошли по более радикальному пути и уже выпустили на волю миллионы самцов комара, который даёт потомство, неспособное к дальнейшему размножению [31].
Достаточно схожим радикальным образом ученые планируют спасти экосистему Галапагосских островов от крыс, для которых на этих островах нет естественных врагов, но, в отличие от комаров, потомство крыс будет способно к дальнейшему размножению, вот только рождаться от модифицированных особей будут исключительно самцы. [32] Таким образом, буквально через несколько поколений, в популяции должны исчезнуть самки, а вслед за этим, и вся популяция.
А как насчёт воскрешения вымерших видов? Этот вопрос давно волнует воображение ученых и рядовых граждан. Вспомнить хотя бы популярность франшизы «Парк Юрского периода». Может ли наука творить такие чудеса? Смотря кого воссоздавать.
Воссоздание кого бы то ни было теоретически возможно двумя способами:
— Клонирование. Берется клетка с ДНК воспроизводимого существа, и из нее «выращивается» конечный организм. Например, можно взять клетку ближайшего биологического родственника «покойного» вида, извлечь ядро с его ДНК, а вместо него поместить ядро с ДНК того, кто нам в итоге нужен. Далее, клетку можно размножить до готового организма в утробе этого самого родственника.
— Редактирование, модификация клетки ближайшего родственного вида до получения максимально близкого результата. Здесь активно подключается расшифровка ДНК. Ученые выясняют последовательность генов и пытаются изменить уже работающую клетку (все того же близкого родственника) таким образом, чтобы она обрела именно эту последовательность.
В обоих случаях используется исходный генетический материал исчезнувшего вида, что неизбежно приводит нас к мысли о том, что воскресить для человечества динозавров, увы, не выйдет. К сожалению, гигантские рептилии так давно покинули этот мир, что их кости уже не несут интересующую нас информацию. (Однако, если мы найдём комара в янтаре…)
С мамонтами в этом плане проще. Вымерли они не настолько давно, и генетического материала этого вида разной степени сохранности до нас дошло немало.
В 2012 году было подписано Российско — Южно-Корейское соглашение о сотрудничестве. Ученые этих стран решили попробовать воссоздать мамонта из замороженной клетки. Так в 2015 году образовался Международный центр коллективного пользования «Молекулярная палеонтология» на базе лаборатории «Музей мамонта им П.А. Лазарева» при Северо-Восточном Федеральном университете. [33] [34]. И прямо сейчас в Якутске русские и корейские ученые трудятся в поте лица над изучением мамонтов и их клеток, чтобы вернуть миру это удивительное животное.
К этому проекту многие ученые относятся с изрядной долей скептицизма, так, ученый-биоинформатик, доктор биологических наук и кандидат физико-математических наук Михаил Сергеевич Гельфанд на сайте The Question сообщил [35], почему клонирование мамонта, скорее всего, будет невозможным:
Потому что никого нельзя оживить по их ДНК, так как нужна живая клетка. ДНК, кроме последовательности, имеет правильную пространственную структуру и правильные химические модификации. Кроме того, никто не умеет синтезировать ДНК такой длины.
А вот команда из Гарварда, занимающаяся в сущности тем же самым вопросом, имеет больше шансов на успех, так как она планирует воссоздать почти мамонта путём редактирования/модификации ДНК азиатского слона. В 2015 году, руководитель данного проекта, профессор Джордж Черч уже объявлял о блестящих результатах по внедрению 14 генов мамонта в живую клетку слона. [36] Его команда взяла за основу работы такие ярких характеристики мамонтов как маленькие уши, длинная шерсть, подкожный жировой слой и цвет. А на данный момент, он считает, что до появления первого «мамофанта» на свет остаётся всего пара лет. [37]
Схожим образом ученые могут воскресить множество других видов, исчезнувших с лица земли. Трагикомический случай произошел в Испании, там ученые попытались клонировать вымерший в 2010 году вид пиренейского козла. В рамках этого эксперимента было создано 439 клонированных эмбрионов, из которых 57 были оплодотворены и помещены в суррогатных матерей — обычных домашних коз. Из них 7 коз забеременели и лишь одна смогла родить. К сожалению, родившийся козлёнок вскоре умер из-за физического дефекта лёгких, чем породил массу шуток, про единственный дважды вымерший вид. [38]
Однако, данный эксперимент наглядно показал, что в принципе, метод вполне себе рабочий, просто немного не обкатанный, дальнейшие исследования и новые эксперименты позволят довести его до совершенства. Возможно, ученые откажутся от идеи выращивания клонированных эмбрионов в суррогатных матерях, и будут выращивать их в недавно опробованных искусственных утробах. [39] Это также может решить и ряд этических проблем, из-за которых многие ученые опасаются заниматься клонированием, ведь неизвестно, как к новорожденному мамонтёнку или мамофанту отнесётся его суррогатная мать и её социум.
Возможно, одним из самых интересных экспериментов могло бы стать воскрешение некоторых видов homo, например, неандертальцев, ведь их мозг значительно больше нашего. В ходе такого эксперимента мы могли бы получить массу информации, которая была бы крайне ценна для изучения самих себя. Самым интересным в этом направлении, пожалуй, являются вопросы, связанные с эволюцией мозга. Смог бы неандерталец освоится в современном человеческом обществе, получи он аналогичное человеческому воспитание и опыт, или его мозг не прошел достаточную «социальную эволюцию»?
Ну и под конец — самый, на мой взгляд, «фантастический» на данный момент проект, который сулит человечеству по-настоящему «божественные» перспективы. Речь идёт о 6-ти буквенном основании ДНК. «Что-что?» — спросите вы, ведь в основании ДНК всего 4 буквы, четыре азотистых основания! Да, до недавнего времени из этого правила не было исключений. Вся жизнь на планете Земля, которую мы знаем, существует благодаря четырем азотистым основаниям (аденин, тимин, гуанин и цитозин), формирующим всего лишь две пары, складывающие ДНК любого живого организма.
Однако, в начале этого года, ученые из исследовательского института Скриппс (The Scripps Research Institute, TSRI) сообщили [40] об успешном создании первого стабильного полусинтетического организма, имеющего 6 азотистых оснований, которые формируют три пары. Новость о том, что была разработана новая пара азотистых оснований, потрясла научное сообщество ещё три года назад, в 2014 году. Однако, ученые были не уверены относительно того, может ли шестибуквенное основание быть стабильным, 3 года назад синтетический одноклеточный организм стабильно терял новое основание в процессе деления. Что, впрочем, было вполне логичным, так как в клетке работал «стандартный» переносчик нуклеотидов, неспособный к работе с новыми основаниями.
За три прошедших года, ученые модифицировали переносчик нуклеотидов, «научив» его работать с новыми основаниями. Также и одно из новых оснований было модифицировано таким образом, что оно стало лучше распознаваться ферментами, обеспечивающими синтез ДНК. В конечном счёте, была получена полностью стабильная форма жизни на базе шести оснований, способная к делению без каких-либо потерь.
«Ну, ок, ну, полусинтетическая жизнь, нам-то что с этого?» — спросит скептически настроенный читатель. Помимо самого банального аргумента — новые основания = больше информации, возможность закодировать в 8 раз больше аминокислот, а значит и больше вариантов для новых форм жизни. Есть и другой полезный потенциал, который нельзя реализовать на «платформе» классических форм жизни.
Например, ограничение воздействия новой формы жизни на представителей старой. Если мы модифицируем кукурузу и переведём её на шестибуквенную ДНК-основу, она не сможет взаимодействовать с классической кукурузой и мы не получим гибрида между классическим сортом кукурузы и модифицированным. Таким образом, созданные нашими руками модифицированные организмы, будут значительно безопасней для окружающей среды, они не выйдут из-под контроля и не создадут что-то совершенно неожиданное.
С другой стороны, все известные человечеству вирусы «работают» и взаимодействуют исключительно с 4-х буквенным основанием и несут в себе только классические азотистые основания. Создатели шестибуквенного организма уже внедрили в него основанную на методе CRISPR-Cas9 «Проверку правописания» [41]. Данная проверка будет помечать все клетки и вирусы, не имеющие двух новых букв, как врагов, подлежащих уничтожению, таким образом, новая форма жизни на базе шестибуквенного основания ДНК будет полностью неуязвимой ко всем существующим вирусам и паразитам.
Возможно, в далёком будущем, благодаря этому открытию, человек сможет модифицировать себя и стать новым, неуязвимым для всех ранее существовавших вирусов видом.
На этой оптимистичной ноте я и закончу данный обзор и возьму небольшой перерыв в области научно-просветительных материалов. В ближайшее время планирую написать про моды для FTL, Rim World и ещё пары игр, после чего можно будет вновь вернуться к околонаучным публикациям.
На этом замечательном рассказе из книги TomorrowLand Стивена Котлера я пожалуй и закончу обозрение данного произведения. А на следующей неделе опубликую обзор на биотехнологии.
В соавторстве с Эндрю Хэсселом и Марком Гудмэном.
Вот как явилось будущее. Все началось совершенно безобидно. В самом начале XXI века предприниматели пришли к идее краудсорсинга и, вместо того чтобы нанимать на квалифицированную работу высокооплачиваемых штатных сотрудников, стали распределять ее между большой группой добровольцев, связанных между собой через интернет. С помощью краудсорсинга создаются принты на футболки (Threadless.com) и пишутся энциклопедии (Wikipedia.com), а недавно этот тренд стал понемногу проникать и в глубины естествознания. Скоро таким образом будут искать внеземную жизнь, разрабатывать самоуправляемые автомобили и складывать ферменты в новые формулы белков. На фоне стремительного удешевления фундаментальных инструментов генетического манипулирования, еще десяток лет назад стоивших миллионы долларов, вполне логичной выглядит разработка биологических агентов посредством краудсорсинга.
В 2008 году стали возникать спорадические соревнования по секвенированию ДНК с небольшим призовым фондом. Ставки значительно возросли в 2011 году, когда компания General Electric объявила конкурс в области разработки методов раннего обнаружения рака груди, победителям которого был обещан грант в размере 100 миллионов долларов. К началу 2015 года, когда самым передним краем медицинской науки стала разработка персонализированной генной терапии для пациентов на терминальных стадиях рака, начали появляться сайты, где люди могли публиковать информацию о своей болезни, а специалисты-вирусологи предлагали персонализированные методы терапии. С медицинской точки зрения это весьма разумно. Природа миллиарды лет создавала всевозможные разновидности вирусов. С помощью небольшой перенастройки они становятся превосходными средствами доставки в организм лекарственных препаратов.
Вскоре эти сайты стали полниться запросами на разработки, которые не ограничивались онкологическими заболеваниями. Запросы на средства диагностики, вакцины, антибиотики, даже дизайнерские психоактивные вещества – все перемешалось. Что люди делают со всеми этими биоразработками, можно только предполагать. Никаких международных надзорных органов, которые следили бы за подобной деятельностью, пока не создано.
Поэтому, когда в декабре 2015 года гость одного из таких сайтов под названием 99Virions, только что зарегистрировавшийся под ником Капитан Капсид, разместил свой запрос, никто не встревожился. Это был лишь один из сотни запросов, сделанных в тот день. Капитан Капсид мог быть консультантом какой-нибудь фармацевтической компании, а его запрос – лишь еще одной попыткой разобраться в радикально меняющемся ландшафте НИОКР. Да, он мог быть кем угодно, но задача, которую он поставил, была действительно интересной. Кроме того, он обещал победителю приз в размере 500 долларов – неплохая сумма за несколько часов работы.
Позднейший анализ лог-файлов сайта 99Virions позволил обнаружить IP-адрес Капитана Капсида, который указывал на Панаму, хотя, конечно, он мог быть сфальсифицирован. Сама спецификация запроса тоже никаких зацепок не давала. Написанный на языке SBOL, имеющем открытый код и близком к XML, которым широко пользуются в сообществе синтетических биологов, он выглядел как стандартный запрос на вакцину. Поэтому люди просто взялись за работу, как и автоматические компьютерные программы, настроенные на режим самосовершенствования. Эти новейшие алгоритмы дошли до такого уровня, что достигают успеха в 30 процентах случаев.
Менее чем через 12 часов заказчику было представлено 243 предложения, авторами большинства из которых были вышеупомянутые автоматические компьютерные системы. Но победитель, GeneGenie27, оказался человеком – двадцатилетним студентом Колумбийского университета, помешанным на вирусологии. Его проект тут же быстро был перенаправлен на GENeBAY – базирующийся в Шанхае интернет-аукцион, специализирующийся на торговле биотехнологиями. Не прошло и минуты, как молодая исландская фирма, занимающаяся синтезом молекул, получила контракт на превращение виртуальной цепочки 5984 спаренных оснований в реальную ДНК. Двадцать четыре часа спустя пакет 10-миллиметровых быстрорастворимых микротаблеток был запечатан в конверт FedEx и вручен курьеру.
Два дня спустя этот пакет был вручен Саманте – студентке Гарвардского университета, изучающей политологию. Думая, что это новый синтетический психоделик, она сунула таблетку себе в левую ноздрю и подошла к платяному шкафу. К тому времени, когда Саманта закончила одеваться, таблетка начала растворяться, и несколько молекул ДНК проникли в клетки носовой слизи.
Слабенький какой-то наркотик – ничего, кроме насморка, он ей не принес.
Позже в тот вечер Саманту несколько знобило, и она то и дело чихала, распространяя вокруг себя миллиарды вирусов. Эти вирусы продолжали распространяться по кампусу в экспоненциально нарастающем темпе, не причиняя, впрочем, никакого вреда, если не считать легкой лихорадки и чиханья. Однако ситуация изменится, когда вирус пересечется с клетками, содержащими вполне конкретную последовательность ДНК, которая послужит молекулярным ключом и активирует вторичную функцию вируса, которая далеко не столь безвредна. Эта последовательность запустит нейродегенеративную болезнь, вызывающую потерю памяти, крайнюю степень паранойи и скорую смерть. Единственным человеком на Земле, который обладал такой последовательностью, был президент Соединенных Штатов, у которого на этой неделе было запланировано выступление перед студентами факультета государственного управления Гарвардского университета. Да, многие из этих студентов будут чихать и шмыгать носом, но едва ли Секретная служба что-то заподозрит.
В конце концов, на дворе декабрь – сезон простуды и гриппа.
Продолжаем знакомиться с передовыми исследованиями и технологиями человечества по версии писателя и журналиста Стивена Котлера. В предыдущем материале/обзоре на его книгу TomorrowLand я рассказывал о бионике, о протезах, имплантах и исследованиях в области переноса/копирования сознания. В этой части мы поговорим о будущем не человека, а его окружения, а именно о летающих машинах и перспективах атомной энергетики. Также в этом материале я планировал рассказать о генетической модификации и терраформировании, но и так получается довольно объёмно.
Перед тем как перейти к этим увлекательным темам, я хочу просто обозначить, что это далеко не все темы, о которых можно прочитать в книге. Котлер попытался качественно структурировать содержание книги и разграничить его на три логичные части:
— передовые технологии, связанные с человеком, которые уже существуют («Будущее внутри»);
— передовые технологии, связанные с окружающим миром, которые уже существуют («Будущее снаружи»);
— перспективные технологии недалёкого будущего, которых ещё нет («Туманное будущее»).
Но всё-таки у него не получилось избежать определённой путаницы. Так, например, у него есть глава «Экстремальные состояния: биология духовности», в которой нет ни единого слова о технологии. Это просто исследование таких явлений, как «визуальный выход человека из тела» и «околосмертный синдром», и того, как эти состояния достигались человечеством, начиная от ритуальных обрядов и заканчивая подготовкой лётчиков и астронавтов. Какой эффект эти состояния оказывали на здоровье и психику человека.
С другой стороны, в третьей части о «туманном будущем» я ожидал увидеть рассказы о колониальных кораблях для покорения других планет, а нашёл исследования, посвящённые использованию ЛСД в рамках «психоделической терапии» и использованию стероидов в рамках «науки о продлении жизни». Все эти направления существуют далеко не первый год, и да, в них таки удалось добиться определённых успехов. НО. Почему они помещены в область «туманного будущего»? Может, из-за того, что ЛСД затуманивает сознание? При всём при этом о совершенно футуристическом направлении (в виде добычи полезных ископаемых на астероидах, про которые пока только говорят, но даже ничего не проектируют) мы читаем в части «Будущее снаружи» как о чём-то уже почти случившемся. Как будто, пока мы читаем, к астероидам уже летят тысячи ракет, которые в скором времени вернутся со своей драгоценной добычей.
В общем, в книге можно найти много других интересных тем, помимо тех, что описаны в предыдущем и этом обзоре.
Ну а теперь наконец-то к летающим машинам.
Как совершенно правильно написал [1] @nukemall: «С идеями всяких «летающих автомобилей» носятся уже лет сто, было сделано огромное количество различных прототипов, многие из которых даже летали, но на практике всё, как правило, упиралось в малую дальность полёта, хреновую управляемость, низкую скорость и совершенно никакую безопасность».
А уж сколько про это дело было написано книг да снято фильмов…
Однако же летающие машины, способные передвигаться и по земле и по воздуху, из научной фантастики постепенно становятся реальностью. На данный момент существует несколько вполне годных прототипов, которые успешно побороли обозначенные выше проблемы. Разумеется, есть при этом и масса прототипов, которые с этими проблемами не справились. Несмотря на это, даже те кто не справились, всё равно планируют запуск если не серийного производства, то как минимум начало продаж. Так, например, 20 апреля должны были стартовать продажи [2] летающего автомобиля Aeromobil 4.0.
Однако техническое исполнение данного концепта таково, что он, скорее всего, так и не получит широкой распространённости и в лучшем случае будет дорогой и бесполезной игрушкой. Достаточно сказать, что данному средству передвижения требуется выделенная полоса для взлёта и посадки, поэтому о массовом использовании этой игрушки уже можно забыть, ведь далеко не у каждого из нас есть вилла с домиком для уточек и возможностью организовать взлётную полосу. Другие вышеобозначенные проблемы тоже в силе. Максимальная лётная дальность за один «полный бак» составляет 750 км, а максимальная скорость полёта составляет всего лишь 200 км/ч [3]. Отдельной проблемой является низкая посадка (клиренс) аэромобиля, которая как будто специально сделана для того, чтобы сделать любую посадку данного средства опасной.
Как вы уже догадываетесь, годный летающий автомобиль должен отвечать нескольким обязательным требованиям, дабы его массовое использование было оправданным и целесообразным. В первую очередь он должен обладать вертикальным взлётом и аналогичной посадкой, при этом реактивные двигатели не подходят, так как могут наносить повреждение дорожному покрытию или крышам зданий, на которые будет садиться данное летающее средство. Без этого его будет невозможно использовать массово, в особенности в городах. В итоге более менее годным решением будет что-то вроде минивертолёта на колёсиках. Впрочем, наличие или отсутствие колёс и сцепления с землёй — тот ещё вопрос, так как, с одной стороны, они позволяют иметь низкий тормозной путь, а с другой стороны, обслуживание колёсного средства и поддержание дорожного покрытия — это дополнительные затраты. Итого, в этой области есть два следующих рабочих концепта.
Lilium Jet
Некоторые после просмотра видео говорили, что это монтаж и рендер, но нет. У рендера не трясутся руки и он не вибрирует от работы двигателей. ИМХО, Lilium является крайне перспективной разработкой с отличными техническими характеристиками [4] :
— У него приличная скорость — 300 км/ч.
— Он не потребляет топлива и работает на электрических батареях.
— Он достаточно безопасный, так как отказ одного из электрических двигателей не приведёт к огромной потере тяги.
— Он может летать без пилота и использоваться как автоматическое такси (которое будет дешевле [5] наземного).
Первое «но». Его разработчики замалчивают информацию о максимальной дальности полёта на одном заряде батареи. Видимо, пока что эта дальность очень небольшая и данная штука планируется как чисто городской транспорт, когда вам нужно перелететь из точки А в точку Б. Второе «но». Колёсики у него совершенно декоративные и не предназначены для езды по трассе, а годятся максимум для того, чтобы выключенный агрегат затолкать под крышу. Пожалуй, это самый перспективный вариант массового «летающего автомобиля». Лично я не удивлюсь, если окажется, что Uber планирует использовать именно его в рамках своих летающих такси [6] к 2023 году, ну, или нечто аналогичное.
Второй чем-то схожий и рабочий концепт — это
Pal-V One
Несмотря на то что продажи Pal-V One уже стартовали и вы можете приобрести это чудо за €300 000, считать его перспективным и потенциально массовым, видимо, не стоит. Да, он реален, он летает и его можно купить. Но технические характеристики [7] и соотношение цены качества оставляют желать лучше и явно мешают ему стать массовым решением.
— Макс. скорость по земле — 160 км/ч.
— Расход топлива — 7.6 литров на 100 км.
— Крейсерская скорость по воздуху — 140 км/ч.
— Максимальная дальность полёта — 350-500 км.
— Расход топлива в режиме полёта — 26 литров в час.
Вот и считайте. Летать на нём конечно можно, но долго и дорого. При этом он в 9-20 раз дороже, чем автомобиль, и как минимум в три раза дороже обычного автожира. Возьмём в качестве сравнения наш отечественный Иркут А-002 [8].
Запас топлива на 50 литров больше — 150 против 100. Аналогичная крейсерская скорость в 140 км/ч, но более высокая максимальная скорость в 210 км/ч. Практическая дальность — 500 км. Расход топлива аналогичный — 25-26 литров в час. Но стоимость производства и обслуживания такого аппарата значительно ниже.
Возможно, многие проблемы в этой области связаны с тем, что люди сами толком не определились, что им реально нужно: автомобиль, который иногда может летать, или вертолёт, который иногда может ездить. Или нечто универсальное, на чём можно и на работу летать, и как такси использовать, и на дачу-рыбалку. Или, может, требуется полностью личный и миниатюрный авиатранспорт, которому вообще дороги не нужны. Не, ну а зачем? Может, надо просто выкинуть слово «машина/car» из названия желаемого устройства?
Некоторые пошли именно этим путём, и вот что у них получилось.
Ehang 184
По своим характеристикам [9] это чистой воды городское летающее автоматическое микротакси, пока что даже слишком медленное, так как его крейсерская скорость всего лишь 60 км/ч. Ну а батарейки хватает на 25 минут нахождения в воздухе с пассажиром. Несмотря на столь скромные технические характеристики, его уже планируют начать эксплуатировать [10] этим летом в Дубае. Если разработчикам удастся увеличить крейсерскую скорость хотя бы до 100 км/ч, а время нахождения в воздухе — до часа, у дрон-такси есть все шансы стать массовым.
Volocopter
Чем дальше мы отходим от летающего автомобиля, тем ближе становимся к маленькому, а потом и обычному вертолёту [11]. В данном случае это, наверное, можно просто считать электрическим вертолётом, летающим на батарейках, а не на горючем топливе. К выпуску планируются три модели: одноместная, двухместная и четырёхместная. Как написал один из комментаторов на Ютубе:
«Поздравляю! Вы теперь можете продержаться в воздухе пять минут, например, чтобы слетать в магазин на углу за пивом».
Да, пожалуй, многие технологии в этой области действительно до сих пор находятся где-то на этом уровне, что само по себе уже неплохо. Пока это только ростки новой жизни, но дайте им немного времени — они вырастут и начнут давать плоды. От текущего положения дел до всеобщего пересаживания на летающие электротакси нас отделяет не так уж и много: чуть более энергоёмкий аккумулятор и десять-двадцать лет обкатки технологий на практике. Ну а пока инженеры бьются лбами, мы в самом деле можем слетать за пивом в магазин на углу.
Давайте на этом закончим об автомобилях и перейдём к ядерной энергетике. Если вы с темой знакомы, то, возможно, ничего принципиально нового не услышите. Речь пойдёт о ядерных реакторах 4-го поколения. К сожалению, автор книги TomorrowLand Стивен Котлер пишет про ядерную энергетику крайне поверхностно и итоговый материал по этой теме у него получается как рекламная брошюра. Вот, мол, посмотрите, дорогие люди, наше убогое правительство поназакрывало массу ядерных исследований и продолжает использовать устаревшие и опасные ядерные реакторы (на самом деле нет, просто много отходов), в то время как уже давно существуют гораздо более перспективные разработки, способные решить энергетические проблемы человечества.
В итоге, чтобы не упасть перед вами в грязь лицом, я изучил с пяток больших материалов, на которые буду ссылаться в процессе повествования. А вместо того, чтобы давать рекламу «новым прекрасным технологиям», постараюсь передать основную суть задачи и текущие перспективы, по которым реально ведётся деятельность. Так вот, если не погружаться с головой в тему, то у обычного человека может сложиться впечатление, что ядерная энергетика стоит на месте и в ней ничего не происходит. Ну как ничего не происходит? После череды аварий на ядерных станциях были предприняты меры, которые должны обеспечить принципиально новый уровень безопасности в работе ядерных реакторов. В остальном ничего нового в этой области не происходит.
Однако, заглянув в область хоть краем глаза, можно обнаружить, что это совершенно не так. От множества проектов, существующих на бумаге, до реально строящихся и работающих новых ядерных реакторов. Все современные концепции будущего ядерной энергетики возникли не вчера, а ещё в середине 20-го века. Просто фактически так получилось, что «отраслевым стандартом» стали реакторы с водой под давлением. Именно они выиграли «конкурентную гонку» в первую очередь потому, что были простыми и дешёвыми.
Однако массовое использование ядерных реакторов этого типа порождает проблему ОЯТ (отработавшего ядерного топлива), с которым надо что-то делать. И в ядерной энергетике всегда есть определённая проблема детерменизма — тот или иной плюс всегда, ВСЕГДА оборачивается каким-то минусом. Отработанное ядерное топливо можно перерабатывать, создавая системы замкнутого ядерного топливного цикла [12], но такие системы могут способствовать распространению ядерного оружия (привет, плутоний). При этом топливо, полученное в закрытом цикле, разумеется, в три раза дороже, чем топливо, полученное путём добычи и обработки природного урана.
В конечном счёте ядерная энергетика на данный момент загнала себя в своеобразный тупик стабильности в том плане, что для сохранения отрасли она обязана развиваться, а попытка сохранить всё как есть чревата очень хреновыми последствиями для нас самих и нашей планеты. В итоге будущие преобразование в этой области — это не только результаты НТП, но и вполне реальная необходимость.
Реакторы четвёртого поколения (а в этом случае правильнее говорить «ядерные системы 4-го поколения», так как помимо реактора в них предусматривается всё необходимое для переработки и повторного использования ядерного топлива) должны быть не только системами закрытого цикла, но и как минимум не стать хуже в вопросах безопасности и эффективности по сравнению с классическими «водяными», которые также планируется совершенствовать. На данный момент в рамках международной организации Generation IV International Forum было отработано 6 основных концептов ядерных систем, которые решают насущные проблемы этой области с той или иной стороны. Дальнейшие исследования и тесты будут определять, какие из них станут «новыми эталонами», а какие будут положены на полку или закрыты в шкафу.
Учёные и инженеры предполагают, что ядерные системы будут использоваться не только для производства электроэнергии, но также найдут применение в промышленности. Тепловые ядерные системы «будут вырабатывать тепло (температуры 400-900°C) для использования в нефтехимии, для выработки синтетического топлива, газификации биомассы, производства водорода из воды, стекла и цемента. Более низкие температуры (100-300°C) могут применяться для обессоливания морской воды и производства удобрений». [13]
Ну давайте пройдёмся по этим основным 6 концепциям.
SFR — Реактор на быстрых нейтронах с натрием
Этот тип ядерных систем есть не только на бумаге, но в и реальности. На фотографии выше, БН-800 [14] — самый совершенный из подобных реакторов на данный момент. Реакторы этого типа обеспечивают полностью замкнутый цикл. Массовое появление подобных ядерных систем должно было состояться в 2000-х годах. Это казалось вполне очевидным ещё в далёкие 80-е, однако падение СССР, Рейган в Америке, «зелёные» у власти во Франции подорвали эти планы. На данный момент разработку и строительство данных реакторов ведут в Китае, Индии, России и Франции.
Основными минусами, или скажем так проблемами, которые приходится решать с данными типом реакторов, являются пожароопасность натрия и повреждение конструкции активной зоны реактора быстрыми нейтронами. Выбор натрия был очевиден для начала второй половины 20-го века в связи с
его низкой температурой плавления, с отсутствием конструкционных материалов, способных работать в реакторе при температуре выше 350 градусов. Огромное количество материалов отпадало в связи с другими требованиями к реактору. Важно отсуствие коррозии по нержавеющей стали и цирконию (поэтому отпадает ртуть, бром или кальций), хорошие нейтронные характеристики (не поглощать, не замедлять) — по ним отпадает литий, углеродо- и водородосодержащие жидкости (то есть вся органика). В итоге выбор пал именно на натрий.
Но, как писалось выше, тот или иной плюс — это всегда какой-то минус. Натриевые реакторы очень конструкционно сложные из-за необходимости обеспечивать максимальную защиту.
“Маленькая проблемка” выливается в гигантские сложности — любая микроскопическая трещина в парогенераторе “натрий-вода” быстро разрушается и превращается в полыхающий пожар. Обязательной стала трехконтурная система (т.е. тепло к парогенераторам переносится из реактора специальным промежуточным герметичным контуром с натрием), чтобы не допустить вовлечения весьма радиоактивного натрия из бака реактора в такой пожар. Мало того, система парогенераторов была сделана модульной и размещалась в боксах, чтобы можно было быстро изолировать и потушить такой пожар, не останавливая весь реактор.
[15]
LFR – реактор на быстрых нейтронах со свинцом
Вот этот проект пока существует только на бумаге, по нему ведётся огромное количество работ, но он выглядит самым перспективным и безопасным вариантом.
Как писалось выше, натриевые системы имеют массу проблем с безопасностью. Устранение этих проблем более чем реально, вот только конечная система получается конструктивно сложной, а значит, дорогой в создании и эксплуатации. Свинец по сравнению с натрием не вступает в реакцию с водой, за счёт чего выкидывается огромное количество изолирующих конструкций, которые усложняют натриевые реакторы.
Низкая температура плавления натрия была плюсом? Представьте себе, высокая температура плавления свинца (327 °C) — это тоже плюс, так как в случае гипотетической аварии свинец просто моментально застынет, а он, между прочим, является отличным экранирующим агентом по отношению к γ-излучению. Нейтроны при использовании свинца получаются ещё более быстрыми, а значит, реактор будет ещё эффективней, он сможет извлекать ещё больше энергии из меньшего количества топлива и у него будет более высокий коэффицент воспроизводства.
Особенно привлекательной выглядит схема закрытого цикла в свинцовой ядерной системе. Технический процесс предполагает отсутствие явного выделения плутония. За счёт пирохимической (расплавной) переработки из ядерного топлива будут выделять осколки деления, в топливо будут добавлять дешёвый уран-238 (не годный для тепловых ЯР). Таким образом, отходов от работы будет в сотни раз меньше, а топливная база реактора в сто раз больше. Также подобная реализация закрытого топливного цикла безопасна в вопросе распространения ЯО. Подобные ядерные системы можно будет продавать налево и направо.
Однако все эти плюсы порождают свои собственные минусы [16]. Пока что не известно, легко ли будет осуществить переход с оксидов урана и плутония на нитриды, так как оксиды потенциально опасны в использовании в свинцовых системах. Нерешённой остаётся проблема с тем, что жидкий свинец может расплавить/растворить конструкционные материалы реактора. Чтобы справиться с данной проблемой планируется насытить свинец кислородом, но не понятно, как обеспечить его равномерное распределение. Также вопрос, что делать с радиоактивными изотопами альфа-свинца и бета-висмута (если добавлять висмут в свинец для понижения его температуры плавления) после того, как реактор отработает свой срок и его эксплуатация закончится. Сверхнизкое количество радиоактивных отходов топлива — это круто, но что делать с радиоактивными отходами из самого реактора, период полураспада которых составляет 10^6 лет.
Исследования прототипов свинцовых систем на данный момент ведут Франция (ALFRED и ELFR), Россия (реактор Брест), Китай (CLEAR), Бельгия-Япония (MYRRHA), Швеция (SEALER) и США (SSTAR и GEN4) [17]
MSR — Molten Salt Reactor / Жидкосолевой реактор
Представляет из себя продолжение линейки натриевых и альтернативу свинцовому. Вместо свинца или натрия актиниды [18] / ядреное топливо будет плавать в расплаве солей (фторид бериллия, например). Само ядерное топливо также планируется преобразовывать во фторид (сделать из него соль).
Имеет аналогичные свинцовой системе плюсы: дешёвый и простой корпус за счёт работы реактора при низком (естественном) давлении. Непрерывная замена горючего, безопаснее натрия, проще конструкция, естественный закрытый цикл, отсутствие выделения плутония, высокая топливная эффективность за счёт увеличения скоростей нейтронов, можно продавать кому угодно.
Для промышленной эксплуатации придётся решить примерно такие же вопросы, как и в свинцовой системе, а именно обеспечение реактора должными конструкционными материалами, которые не будут подвергаться коррозионному воздействию расплава солей.[19]
GFR – реактор на быстрых нейтронах с гелием
Если ядерная система на свинце является ответом на несовершенство натриевых реакторов, то гелиумная система учла опыт конструирования тепловых реакторов с газовым охлаждением.
Все базовые компоненты гелиумного реактора и их конфигурация аналогичны тому, что мы имеем у реакторов на тепловых нейтронах с газовым охлаждением. Что несомненно плюс, так как такие реакторы есть, они работают, а значит, начать производство и ввод в эксплуатацию гелиумных систем будет значительно проще и дешевле, чем делать с нуля. Ключевой особенностью гелиумных систем является то, что для переноса тепла из активной зоны в парогенератор необходимо высокое давление в 70 — 100 атмосфер. Для поддержания такого давления потребуется не только особый корпус, но и компрессоры, на работу которых уходит до 7% вырабатываемой энергии, что немало.
Основной проблемой, которую необходимо решить для создания хотя бы прототипа гелиумной системы, является форма топлива. Во-первых, используются карбиды урана и плутония (а его ещё нужно приготовить), а во-вторых, возникает вопрос создания специфического контейнера для этого топлива. На данный момент рассматривается вариант из керамики. Другой проблемой является то, что при падении давления в реакторе (например из-за аварии) естественная циркуляция гелия не сможет обеспечить необходимого тепловыведения. А значит, подобному типу реакторов потребуется особенная система аварийного охлаждения.[20]
VHTR – высокотемпературный реактор c гелием и открытым топливным циклом
Горячий реактор для серьёзной промышленности. Основная задача этого чуда — обеспечивать производство теплом. Открытый топливный цикл планируется в связи с особым топливом, используемым в данной системе TRISO, которое, помимо прочего, подразумевает возможность утилизации оружейного плутония.
Плотное ядерное топливо инкапсулировано внутри чрезвычайно мелких капсул/микротвелов из углерода или карбида кремния диаметром менее 1 мм. Такая технология располагает к безопасному удержанию топлива и продуктов деления во время работы, а также совершенно не требует воды или активной системы охлаждения для хранения ОЯТ.
Частицы топлива TRISO обладают высокой прочностью и не дают трещин даже из-за сильных механических воздействий (какие могут возникать, например, от теплового расширения или газового давления) и при температурах до 1600 °C. Следовательно, остаются безопасными даже в случае аварийных ситуаций с реактором.
Разработки и пилотные проекты на данный момент ведутся в Китае (АЭС «Шидаовань»), США (X-Energy & General Atomics), Канаде (CANDU), России (ОКБМ Африкантов). [21]
SCWR — SuperСritical water reactor / Одноконтурный реактор на сверхкритической воде
Ну и, заканчивая с инновационными проектами, переходим к новым версиям классических пароводяных реакторов. SCWR — это попытка «разогнать» активную зону реактора, как процессор в компьютере, до ещё больших величин и показателей. А именно увеличить давление до 225 атмосфер и выше, а температуру пара — до 374°C и выше. При достижении этих величин вода превращается в нечто среднее между жидкостью и паром. Это, в свою очередь, позволяет увеличить КПД реактора с 33% до 43%.
Вопрос, который надо решить для запуска подобных систем — это конструкция реактора, которая сможет в таких условиях, при таком давлении и температуре не развалиться и не расплавиться.
Ну что? Вы думаете, что на этом мы закончили с летающими машинами и реакторами? А вот и нет. Помните, в фильме «Назад в будущее», когда доктор Эммет Браун возвращается из будущего 2015ого, он заправляет термоядерный реактор своей летающей машины мусором?
Так вот, портативных термоядерных реакторов у нас конечно нет, а вот большой международный эксперементальный термоядерный реактор (ИТЭР) скоро будет! Правда он не будет вырабатывать энергию, а послужит лишь научным исследованиям. С его помощью будет продемонстрирована возможность управляемого термоядерного синтеза с временем горения и мощностью промышленного масштаба. Будет исследоваться термоядерная плазма, в том числе для решения вопросов промышленного использования термоядерных реакторов. А ещё ИТЭР будет потреблять тритий (сверхтяжелый водород), который вырабатывается на тяжёловодных АЭС в виде отходов.
В последние годы темпы строительства набрали обороты и даже потихоньку начали выполняться сроки. Начало сборки реактора в шахте намечено на 3 квартал 2019 года, а окончание и первый запуск — на декабрь 2025 г. [22]
Да, выглядит конечно красиво и, чего уж там, страшновато. Совершенно не верится, что, пусть и достроив и проведя все необходимые тесты и исследования, всё это великолепие удастся превратить во вполне распространённые промышленные решения, которые тут и там будут выдавать чистую и дешёвую электроэнергию. Поэтому надо сказать, что исследованиями термоядерных реакций и плазмы занимаются далеко не только в рамках этого огромного международного проекта.
Например, буквально две недели назад новый термоядерный реактор был запущен в Великобритании [23], а китайцам и корейцам удалось научиться удерживать плазму в стабильном состоянии на протяжении более чем минуты. [24] Сумма накапливаемых человечеством знаний неуклонно растёт и позволяет находить новые решения для задач, которые, казалось, никаких решений не имеют в принципе. Более того, потенциальных решений оказывается больше одного. Так, например, принципиально иной подход предлагают инженеры из компании Tri Alpha Energy, которые планируют работать не с тритием, а с обычным водородом и бором ( H1 + B11 = 3*He4 ). А для удержания этой более сложной реакции, которая требует температуру в 15 раз больше, чем с дейтерий-тритием, они планируют использовать плазменные вихри (Field Reversed Configuration), что позволяет использовать мощность магнитного поля на все 100%. [25]
Год назад удивительные результаты были показаны новосибирскими учёными, которые пошли не по мейнстримному пути токамаков (пончиковых термоядерных реакторов), а продолжили улучшать концепцию открытых плазменно-магнитных ловушек (не путать с экто-плазменными). В конце 80-х данная концепция была признана абсолютно бесперспективной, а достигнутое полтора года назад учёными состояние плазмы — невозможным. Коротко объяснить, как именно, у меня не получится, а длинно — это надо будет начать с истории термоядерных установок. Кому интересно, читайте источник.[26]
Термоядерная установка СМОЛА
Заканчивая данную тему, хотелось бы сказать, что мы с вами живём в столь плотном информационном потоке, что, если не интересоваться новостями из специализированных областей (таких как ядерная и термоядерная энергетика), можно остаться с набором знаний, актуальных 20-30 лет тому назад. За это время даже в таких «тяжеловесных» областях происходит масса изменений. Надеюсь, я смог достаточно понятно рассказать вам о чём-то, чего вы не знали, и, возможно, даже заинтересовать более подробным изучением одной из описанных тем.
У автора было очень мало про современную биологию и генетику, а это, как мне кажется, одна из самых интересных тем. Так что, возможно, следующий обзорный материал будет посвящён вопросам генетический модификации.
В недалёком 2015 году, известный американский журналист и писатель Стивен Котлер издал книгу TommorowLand ("Мир Завтра" изд. Поппури, Минск). В этой книге Стивен рассказывает читателю о всех самых передовых научных разработках, которые из мира научно-фантастической литературы и кинематографа УЖЕ стали, или активно становятся реальностью.
Быть может не повсеместно распространённой, но всё-таки реальностью. И если Стивен об этих вещах только рассказывал, то я бы хотел их вам показать, по крайней мере те, которые можно показать. В этом обзоре, я не буду пересказывать непосредственное содержание книги, как были изобретены все эти вещи, кто этим занимался, я хочу рассказать о самих вещах.
Книга разбита на три основных части. Будущее внутри - о научных разработках, меняющих не только человеческую жизнь, но и самого человека. Будущее снаружи - о самых передовых научных направлениях, которые привносят в нашу жизнь нечто совершенно новое, например, летающие машины. И будущее в тумане - о тех направлениях, которые имеют колоссальный потенциал, пока не нашедший или только начинающий находить реальное применение в нашей жизни. Описать всё за один присест, наверное, не выйдет, так что, в этом материале мы, пожалуй, ограничимся первой частью книги и поговорим о технологиях, здесь и сейчас изменяющих нас самих.
Киборги. Когда говоришь это слово, представляешь какое-то достаточно далекое, и пожалуй, не самое светлое будущее, а что нибудь вроде «Призрака в Доспехах», «Робокопа», «Deus Ex» или «Искусственный Разум». В общем, достаточно мрачный и жестокий мир в стиле КиберПанк. Однако, уже в наши дни, Киборги являются вполне обыденным явлением, которое попросту проходит мимо большинства из нас.
Это связано с тем, что в первую очередь, именно протезирование стало родоначальником «Киборгизации». Ей подвергаются те люди, которые утратили обычный человеческий функционал, ослепли или потеряли конечность. Именно они пользуются новыми искусственными руками, ногами, глазами и сердцем. Вот только многие современные протезы начинают становиться более высокотехнологичными и функциональными, по сравнению с нашими собственными органами и конечностями.
Наиболее «слабыми» в области искусственных органов и конечностей на данный момент, имхо, являются протезы рук и кистей. Боюсь, они ещё долго не смогут достигнуть того функционала, который предоставляют нам наши реальные биологические руки.
Если коротко, то основное отличие современных кибернетических протезов от протезов далекого прошлого заключается в том, что это не просто крюк или палка торчащая из человека, пусть даже удобная и пластичная палка. Сейчас это, в первую очередь, устройство, считывающее нервные импульсы, посылаемые мозгом человека, и действующее в зависимости от этих импульсов. С каждым годом компьютерная техника становится всё миниатюрнее и мощнее, а потому более совершенными становятся и кибернетические протезы.
В последние годы в этом направлении было сделано по-настоящему прорывное открытие: протез научили не только считывать нервные сигналы, отправляемые мозгом, но и, подключив протез к нервной системе человека, передавать ответные импульсы в мозг[1]. Таким образом, было «восстановлено» чувство осязания человека при использовании протеза. А ученые из университета Глазго разработали специальную сверхчувствительную искусственную кожу для протезов из графена [2], которая позволит не только получать тактильные ощущения на практически сопоставимом уровне с нашей обычной кожей, но также сделает протезы энергонезависимыми. Так как графен является прекрасным электропроводником и способен передавать солнечную энергию.
Читателям с буйной фантазией и современным писателям-фантастам впору задуматься не просто о искусственных конечностях, которые будут сильнее «оригинальных». Но и о более чувствительных конечностях, которые смогут распознавать значительно более широкий спектр тактильных ощущений и моментально передавать информацию о химическом составе того, к чему мы прикасаемся и точную температуру этих предметов.
Важно отметить, что данное направление развивается с фантастической скоростью, так как с одной стороны, оно крайне востребовано, а с другой стороны, практически любой желающий может напечатать себе основу протеза с помощью 3D-принтера. Создать такой протез по длине, ширине и так далее, какой нужен именно ему, возможно, внеся минимальные правки в 3D-модель перед печатью. А у самых передовых компаний из области протезирования заказать лишь чипы и софт для протеза, которые также легко установить и можно настроить под свои собственные нужды.
Однако уже сейчас, даже достаточно несложные протезы способны исправить наши «человеческие баги», связанные с работой рук и кисти и добавить некоторый новый функционал. Например, у вас скорее всего не получится потянуть мизинец к запястью руки таким образом, чтобы вслед за ним не начал тянуться безымянный палец. И уж наверняка ваша рука и кисть не способны крутиться на 360 градусов вокруг своей оси…
Более совершенными, имхо, являются современные протезы ног и ступней (может, для таких устройств уже надо подбирать другой термин, например, аугментации или имплантанты?). Наши ноги, несмотря на многие десятки тысяч лет эволюции, всё-таки далеко не совершенны. Начнём хотя бы с того, что мы носим обувь. Ну а закончим целым букетом различных заболеваний ног, плоскостопием, артрозами, варикозами, венозными недостаточностями и банальными отёками.
Современные протезы ног представляют из себя напичканные микропроцессорами и сенсорами устройства, прекрасно улавливающими не только сигнал из мозга, но и анализирующими поверхность, по которой мы идём. Они амортизируют ходьбу, они значительно легче наших собственных ног и легко выдерживают нагрузку до 130 кг веса.
На данный момент, человек, обладающий подобными протезами, может совершенно спокойно совершать те же самые действия, которые он совершает благодаря обычным ногам. Ходьба. бег, плавание и даже танцы. Благодаря возможности контролировать высоту протеза, а также за счёт того, что он легче наших биологических конечностей, бегать в них уже удобней и проще. В особенности, на большие дистанции, так как протез не устаёт, в отличие от наших мышц.
На данный момент, бионические конечности можно считать не уступающими и вполне равными во многом наших собственных ногам. Однако, я уверен, пройдёт совсем немного времени, и люди с бионическими ногами будут иметь гораздо больше возможностей, по сравнению с нами, простыми смертными.
Может быть, сейчас уже самое время, чтобы задуматься над тем, не начать ли откладывать средства для покупки таких замечательных протезов к старости, когда наши ноги станут совсем бесполезными и будут причинять массу дискомфорта. Согласитесь, будет здорово иметь возможность погонять в футбол с внуками, когда вам будет уже за 70.
Однако, чтобы это могло осуществится, вам, скорее всего, понадобится ещё один протез, искусственное или абсолютно новое сердце. Сердечно-сосудистые заболевания, бич человеческий, забирающий самое большое количество светлых умов, у которых в «остальном» всё было если не замечательно, то, по крайней мере, без особых проблем. Также, именно эта группа заболеваний обосновалась на вершине рейтинга общих причин смертности. Решение этой задачи способно значительно увеличить продолжительной человеческой жизни.
На данный момент существует далеко не столь высокотехнологичное, как протезы рук и ног, но столь же эффективное решение в виде банального роторного насоса, который полностью заменяет человеческое сердце. Да, у человека с таким насосом не будет пульса и кровь будет распространятся по организму не толчками, а постоянным потоком. В нашем мире уже несколько человек живёт без пульса, несколько из них, вполне полноценной жизнью. Такое решение значительно проще и, как считают его изобретатели, эффективней обычных кардиостимуляторов и устройств, имитирующих традиционную работу сердца.
С одной стороны, отсутствие биения/пульса — значительно увеличивает износостойкость такого аппарата, с другой стороны, ему требуется значительно меньше электроэнергии, да и само оно совсем не больше, с легкостью поместится в теле ребёнка, а мощности будет хватать для взрослого человека. Роторный насос можно обвешать сенсорами и датчиками, да хоть блютус-управлением с мобильника, которые позволят изменять скорость вращения ротора, в зависимости от вашей деятельности. Ложась спать, можно будет с мобильника понизить скорость вращения ротора. А когда вы будете испытывать нагрузки, датчики и сенсоры сами среагируют и увеличат скорость, чтобы вам было проще с ними справится.
В будущем, можно будет установить себе сразу пару роторных сердец, мало ли, с одним из них что-то случится, или его просто будет пора поменять, ну так в таком случае со всей нагрузкой полностью справится второе.
Если же жизнь без пульса вас не прельщает, то как насчёт того, чтобы вырастить себе новое сердце из стволовых клеток[3]? Никаких доноров, торговли органами и прочей мути. Просто как только ваше родное сердце начнёт показывать признаки усталости, его заменят на ваше же новое сердце, полностью совместимое, с точно таким же ДНК. Всё, что для этого нужно сделать, это побороть наконец-то религиозных фанатиков, которые всячески тормозят исследования стволовых клеток, так как «эмбрионы тоже люди» (хотя у них нет мозговой активности) и «игры в бога не приведут ни к чему хорошему».
Да-да, конечно, ни к чему хорошему, кроме спасения миллионов человеческих жизней по всему миру. Так как из стволовых клеток можно вырастить практически любой новый человеческий орган. Возможно, выращивание новых органов с помощью стволовых клеток способно коренным образом переломить ситуацию с «износом» сердца и победой над онкологическими заболеваниями. Каждый раз, когда вам с телевизора всякие консерваторы будут говорить о том, что используя человеческие эмбрионы мы убиваем потенциальных людей, которые могли бы родиться, помните, что не используя их, мы убиваем реальных живых людей, которые уже родились.
Следующие имплантанты снова возвращают нас к восприятию чувств, а именно зрения и слуха.
Современные зрительные имплантанты подбираются к уровню, полностью сопоставимому с уровнем обычного человеческого зрения. Ещё 5-7 лет тому назад, искусственные глаза давали возможность увидеть картинку разрешением 16х16 пикселей, которая обновлялась раз в минуту. Эта была даже не столько картинка, сколько нечто вроде зрительного паттерна. Смотря на дверь, ваш мозг говорил бы, что вы видите что-то вроде буквы «П». Сейчас же качество изображения семимильными шагами мчится к HD.
Важно отметить, что существуют две принципиально разных по своему устройству схемы имплантантов.
Искусственный глаз, который «подключается» к зрительному нерву человека. Установка такого имплантанта значительно проще, так как не придётся лезть с проводами в человеческий мозг. Но такое решение подойдёт далеко не всем, так как пациенту требуется иметь полностью работоспособный зрительный нерв. С одной стороны, травма глаза должна быть «не глубокой», с другой стороны, она должна была произойти совсем недавно, так как со временем зрительный нерв отмирает. Это решение прекрасно подходит для людей, которые имеют трудноизлечимые болезни глаз. Например, многие люди больные катарактой в будущем столкнутся с выбором — вставить им искусственную интраокулярную линзу вместо помутневшего хрусталика глаза, или вставить полностью бионический глаз с расширенным функционалом.
Другой имплантат гораздо сложнее, но подойдёт абсолютно любому человеку. Он состоит из современной камеры, например, вмонтированной в очки. Эта камера производит съёмку и передаёт видеопоток в специальный компьютер-обработчик размером с mp3 плеер, который вы можете носить где-нибудь в кармане. Обработав поступивший сигнал, компьютер передаёт его на микроскопические чипы, которые крепятся непосредственно на затылочной части мозга, отвечающей за зрение. Раньше эти чипы были достаточно большими, и создавали те самые паттерны, о которых я написал выше. Они подавали достаточно мощный сигнал 1-10 мА, который возбуждал огромное количество нейронов, в связи с чем, «четкость» изображения была совершенно никакой, а неожиданная подача сигнала могла вызвать приступ эпилепсии.
Современные чипы и электроды планируется углубить внутрь зрительной коры и подавать сигнал на уровне 1-10 мкА, который будет возбуждать отдельные нейроны. Это обеспечит предельную точность и качество передаваемого в мозг изображения.
Самым интересным в зрительных имплантантах, конечно же, является то, что всего через несколько лет они будут давать потрясающие возможности, такие, например, как использование имплантанта в качестве микроскопа. А вы видели зум на современных фотокамерах, которые дают возможность достаточно чётко разглядеть происходящее на расстоянии в 5 километров? А как насчёт теплового и инфракрасного зрения, технологии «Хищника» уже не кажутся вам фантастикой? Ну а те, кому будут подключены электроды в зрительную кору, смогут благодаря компьютеру (мобильнику?), подающему сигнал на эти электроды, транслировать себе в мозг карту местности, или видео с камеры наблюдения за ребёнком, или новую серию любимого сериала. А как насчёт сёрфинга в сети без монитора, или виртуальной реальности без очков?
Да я уже сам, кажется, жду не дождусь, когда эти технологии станут массовыми.
Возможно, в эту обзорную статью следовало бы включить также и звуковые импланты, но честное слово, они появились уже достаточно давно и назвать их хоть сколько-то фантастическими, лично у меня язык не поворачивается. Поэтому, давайте лучше перейдём к самому интересному, к мозговым имплантам и вопросам человеческого бессмертия!
На данный момент в научном сообществе прорабатываются две фундаментальные гипотезы о будущем человеческом бессмертии. Одна из них начинает «тестироваться» и воплощаться уже сейчас, вторая же пока что по-прежнему остаётся гипотезой. Но обе они имеют твёрдый научный фундамент и их воплощение в будущем, в той или иной форме, пожалуй, является лишь вопросом времени. Фундаментом первой гипотезы является принцип работы человеческого гиппокампуса (гиппокампа). А фундаментом второй гипотезы является давно известный эффект нейропластичности мозга. Но давайте обо всём по порядку.
Гиппокампус относится к лимбической системе головного мозга и отвечает за перенос кратковременной памяти человека в долговременную и наоборот. Ученые потратили уже немало сил и времени на исследование этого органа и поиск возможностей по сохранению всего жизненного опыта человека, что называется, в «цифре». В частности, для этого был создан искусственный гиппокамп, который получает сигналы из мозга, конвертирует их в «цифру», записывает на чип, снова конвертирует в нервные сигналы и как и настоящий гиппокамп, записывает их в долговременной памяти мозга. Если добавить к этому ещё одно устройство, которое сможет считывать информацию о биохимической активности мозга, регистрировать выброс определённых гормонов и прочих веществ, которые наш мозг распознаёт как «эмоции», то мы сможем буквально «записывать на флешку» целые человеческие жизни.
С другой стороны, это устройство может использоваться не только для записи, но и для чтения/воспроизведение записи. Не так давно уже были новости о том, что после смерти у человека была зарегистрирована мозговая активность[4]. Быть может, после того как наше тело окончательно станет непригодным, мы сможем создать среду в которой мозг будет получать питательные вещества и кислород с одной стороны, а с помощью подобного искусственного гипокампа, сможет пережить чью-то ещё жизнь. Это конечно, промежуточный вариант, который после окончания «нашей» жизни, даёт возможность прожить чью-то ещё жизнь/
В ближайшее же время, по мнению ученых, такие импланты позволят вывести на совершенно иной качественный уровень вопросы обучения. Ведь одно дело, когда ты пытаешься понять нечто неизвестное, и совсем другое дело, когда ты переживаешь как бы свой опыт, вспоминаешь то, что тебе уже известно.
Вам наверняка известны случаи, когда человек попал в какую-то катастрофу, лишился значительной части мозга, выжил, и продолжил жить как ни в чём не бывало, ну может забыл что-то, потерял какой-то навык, которым обладал ранее. Да, это связано с той самой нейропластичностью мозга, оставшиеся части мозга взяли на себя функции тех частей, которые были утрачены. Это даёт возможность даже вот таким людям:
жить вполне полноценной жизнью. Однако, нейропластичность мозга работает в обе стороны, она даёт возможность не только сохранять работоспособность при достаточно радикальном уменьшение мозга, но и при радикальном увеличение объёмов оного. Таким образом, если наш мозг обнаружит «новое рабочее пространство и вычислительные мощности», которые он может использовать в своих нуждах, он, скорее всего, поспешит их занять. Не так давно, Сергей Марков написал огромный материал, посвященный нейросетям и переносу сознания[5], вот как он объясняет эту функцию:
…мозг очень хорошо адаптируется к поступающим в него сигналам. Первые эксперименты, продемонстрировавшие нейропластичность, провёл ещё в XIX веке французский врач и физиолог Мари-Жан-Пьер Флуранс. Флуранс брал петуха, перерезал ему нервы, ведущие к мышцам — сгибателям и разгибателям крыла, и сшивал их крест-накрест. Сигнал, которым птица пыталась согнуть крыло, теперь попадал в мышцу-разгибатель, и наоборот. Первое время петух не мог летать, но позже мозг приспособился к изменившейся ситуации, и птица снова выучилась полёту.
Множество случаев травм головного мозга показывали, что даже с очень серьёзными функциональными повреждениями нейронной сети человек в состоянии сохранить свою личность, активность, воспоминания и т. д., хотя и с некоторыми провалами. Приведём в пример аппараты искусственного зрения. Сигнал попадает не совсем туда, куда он попадает от настоящего глаза. Требуется время, чтобы мозг приспособился к восприятию этой картинки.
Есть и более удивительные истории, связанные с нейропластичностью. Сёстры Татьяна и Криста Хоган — краниопаги, т. е. сиамские близнецы, соединённые в районе головы. Явление крайне редкое, один случай на 6 млн рождений. Криста и Татьяна уникальны даже среди краниопагов: мозг одной сестры соединён с мозгом другой. Нейрохирурги обнаружили, что у них связаны глубокие области мозга — таламусы. Через таламус проходит информация от органов чувств, чтобы затем попасть в кору головного мозга. У девочек образовалась уникальная структура — «таламический мост»: толстый канал из нейронных отростков, который отчётливо виден на сканах. Нервные сигналы от ствола головного мозга Кристы могут поступать в мозг Татьяны, и наоборот.
Если мы подключим к мозгу вторичную искусственную нейронную сеть, можно ожидать, что за счёт нейропластичности наше сознание постепенно освоит новое пространство, распространится на него, и на втором этапе мы получим некое новое сознание: модификацию нашего сознания, существующую на комбинированном субстрате. Первая часть субстрата — тот биологический мозг, который у нас был вначале, а вторая часть — искусственная нейронная сеть. Затем, например, биологическая часть отрезается, отмирает.
Допустим, мы так рассчитали размеры новой нейронной сети и её структуру, что на её фоне изначальное «обиталище» нашего сознания стало сравнительно малой и несущественной частью этого большого мозга. Точно так же, как изъятие небольших частей нервной ткани из мозга человека зачастую не приводит к фатальным утратам для его сознания. Такой способ выглядит более комфортным, чем простое копирование…
Возможно, создатели «Газонокосильщика» не совсем угадали с формой, но уловили саму суть идеи компьютерного бессмертия человечества. Надеюсь, данный обзор вселил в вас немного оптимизма и веры в будущее. Ну а если вам было интересно, то я настоятельно рекомендую прочитать и книгу Стивена Котлера «TommorowLand» и почитать материалы Сергея Маркова.
В следующей части обзора поговорим о летающих машинах, современной атомной энергетике и терраформировании.
