Знание-сила, 2008 № 06 (972)

Группа физиков занималась вопросом, как сложные системы вроде плазмы, толпы людей или стаи птиц неожиданно переходят от хаоса к порядку без внешнего вмешательства. Изначально группа интересовалась главным образом плазмой, но столкнулась с нехваткой экспериментальных данных: практически их можно получить только с немногочисленных спутников, наблюдающих за солнечным ветром.

Есть, однако, основания предполагать, что закономерности самоорганизации могут быть одинаковыми для разных сложных систем. Взяв за основу известные данные о поведении больших групп животных и насекомых, исследователи разработали новый математический способ анализа, названный методом взаимной информации. Метод позволяет определять закономерности и корреляции на основании очень небольшого количества данных.

Для проверки своего метода исследователи использовали несложную модель, разработанную в 90-е годы прошлого века известным венгерским биофизиком Тамашем Вичеком для описания поведения колоний бактерий, стай скворцов или саранчи. Контрольные тесты показали, что для задачи поиска переходов от неупорядоченного состояния к упорядоченному метод взаимной информации почти в четыре раза точнее традиционных статистических методов.

Ученые предполагают, что метод будет полезен и при изучении фондовой биржи. Вероятно, с его помощью удастся объяснить возникающие порой неожиданные корреляции, когда акции компаний, не имеющих никаких видимых связей, испытывают одинаковые колебания цен.

Как заставить растение сообщать фермерам о том, что требуется полив? Очень просто: нужно только прикрепить миниатюрный датчик (его площадь составляет примерно одну десятую площади почтовой марки), например, к картофельному листу. Датчик измеряет толщину листа, поскольку давно известно, что чем она больше, тем менее растение страдает от жажды. Данные о толщине листьев по беспроводному Интернету доставляются на фермерский компьютер. Компьютерная программа их анализирует и в случае нужды подает сигнал тревоги, указывая, какие поля требуется полить. Если поле оснащено ирригационными устройствами (например,поливальными установками), то компьютер может самостоятельно включить их и определить режим расхода воды.

В США на сельскохозяйственные нужды используется примерно 40% годового объема потребляемой воды и примерно на 60% полей используют орошение.

Ученые из Института элементоорганических соединений РАН и МГУ имени Ломоносова представили результаты, которые впервые показали возможность обратимого процесса образования и разрушения газовых гидратов, что может стать научной основой новых промышленных процессов при добыче и хранении газа.

В общей сложности запасы газовых гидратов на континентальной и шельфовой части оцениваются в 100 — 1000 триллионов кубических метров. Газовые гидраты могут стать энергоносителем будущего, реальным источник газа, способным обеспечить мир сырьем на 200 лет. Они представляют собой соединения, так называемые клатраты, состоящие из молекул газа (метана, углекислого газа, азота и других), заключенных в ячейки из молекул воды, которые связаны между собой водородными связями и формируют каркасы с обширными полостями. В природе такие соединения находятся в твердом виде. Поэтому для их добычи необходимы новые технологии. Учеными создана экспериментальная установка, позволяющая измерять скорости образования и разрушения газовых гидратов при разных температурах с определением энергии активации процесса, и произведены теоретические расчеты, которые обосновывают процесс разработки эффективных технологий добычи газа из газовых гидратов.

В Великобритании разработан новый электрокардиостимулятор, который не нуждается в регулярных подзарядках или замене батареек. Вмонтированный в устройство микрогенератор способен преобразовывать в электричество механическую энергию движений пациента.

Электрические «водители ритма» старого образца работают на батарейках, которые необходимо заменять каждые 7 — 10 лет. Эта процедура требует хирургического вмешательства, которое проводится под общей анестезией, что само по себе рискованно для людей с больным сердцем. Кроме того, стоимость одной такой операции может достигать 10 тысяч фунтов.

Более современные кардиостимуляторы имеют дистанционно подзаряжающиеся батареи. Однако, по словам одного из разработчиков нового устройства, самозаряжающийся кардиостимулятор значительно опережает предыдущие образцы как по безопасности, так и по удобству применения.

Петр Ростин

Вулкан — это скорее дыра, чем гора.

Братья Стругацкие

Иногда вулкан долгие годы источает только струйку газовой лавы (вулкан курится), а потом... потом может просто перестать куриться, а может и начать извергать жидкую лаву.

Самыми простыми вулканами являются так называемые трубки взрыва. Из вулканической камеры, заполненной по преимуществу газовой лавой под очень высоким давлением, происходит мгновенный выброс, простреливающий вышележащие слои земной коры. Газов, пепла, камней выбрасывается в воздух множество, но давление в камере резко падает, и жидкая лава так до поверхности и не доходит. Этим «выстрел» может и закончиться. Воды ручьев растащат осевший пепел и упавшие на землю камни, и все зарастет лесом.

Конечно, следует учитывать масштаб явления: ствол такого «ружья» может быть калибром в несколько километров, дымок от выстрела поднимется до самых высоких облаков, а отдача поколеблет стрелки сейсмографов всего земного шара. Но от трубки взрыва на поверхности следов существенных не останется, и найти ее с помощью геологического молотка и лопаты либо бурового станка очень непросто. Иногда на эти поиски уходят десятилетия, не меньше, чем на поиски легендарной Трои. Впрочем, дело того стоит: в той саже, которой забита трубка, попадаются алмазы.

Крейг Вентер, основатель Института геномики США