Любопытные научные факты и мнения

Осенью 2019 года сеть ИЦАЭ провела фестивали науки в Новосибирске, Екатеринбурге и Владимире. Слоган фестивалей – Наука всегда кстати. Разумеется, никто не смог посетить все мероприятия, ведь в общей сложности их было почти 100: лекции, ток-шоу, экскурсии, мастер-классы, квесты и т.д. Однако мы выбрали для вас самые любопытные научные факты, о которых рассказали эксперты фестивалей.

 

ВАКЦИНА ОТ РАКА

Регулярно в СМИ появляется информация, что найдено лекарство от рака. И в это уже не веришь. Ещё больше подозрений вызывает вакцина от рака. Как ни странно, это не ложь. Однако, и правдой эту информацию можно назвать лишь отчасти: рак — это общее название целого ряда заболеваний, очень разных по своему происхождению и характеру протекания. Поэтому одного лекарства от всех онкозаболеваний быть не может.

Андрей Афанасьев, биоинформатик, основатель компании YRisk:

«Вакцины от рака действительно существуют. И уже созданы два типа вакцин: от опухоль-ассоциированных вирусов и тренирующие иммунную систему. Первая – это вакцина против рака шейки матки; этот вид рака вызывается вирусом папилломы человека, поэтому по сути вакцина борется с вирусом, а не самим раком. Пример второго типа —  вакцина против рака простаты. Этот вид рака не связан с вирусом: на поверхности этих раковых клеток есть специфический белок, и вакцина просто «учит» иммунную систему, что клетки с этими белками — враги. По этому же пути идут создатели вакцины против рака груди, но пока такие препараты проходят испытания».

 

ПОКОРЕНИЕ ЛУНЫ ОТМЕНЯЕТСЯ?

Голливудские фильмы и научно-фантастические книги частенько рассказывают о будущем, в котором человек свободно путешествует по Вселенной. Однако в реальности пределы Солнечной системы смогли покинуть только два аппарата – американские «Вояджер-1» и «Вояджер-2». О полёте на Марс всерьёз говорит только Илон Маск. И даже Луна, казалось бы, давно покорённая землянами, сегодня стала крепким орешком для национальных космических программ.

Александр Хохлов, конструктор Центрального научно-исследовательского и опытно-конструкторского института робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), популяризатор космонавтики:

«В 2019 году три страны пробовали посадить свои автоматические межпланетные станции (АМС) на поверхность Луны. Первым был Китай: 3 января впервые в истории на обратной стороне Луны мягкую посадку совершила станция «Чанъэ-4» с луноходом «Юйту-2». Все предыдущие аппараты, включая пилотируемые, садились на видимой стороне нашего спутника. 11 апреля израильская АМС «Берешит», созданная некоммерческой организацией SpaceIL, попыталась сесть на Луну, но разбилась о поверхность из-за сбоя в работе основного двигателя. Израиль мечтал стать четвертой страной (после СССР, США и Китая), доставившей на Луну спускаемый аппарат с управляемой «мягкой» посадкой, но не получилось. 6 сентября настала очередь Индии: посадочный аппарат «Викрам», доставленный орбитальной автоматической станцией «Чандраян-2», начал снижаться в районе южного полюса Луны. Посадка шла штатно до высоты 1,9 км, затем связь прервалась и аппарат разбился о поверхность. Эти неудачи, конечно, расстроили специалистов и население Израиля и Индии, горячо поддерживавших эти космические миссии. Но общая тенденция обещает повышение интереса разных стран к Луне и новые полёты, в том числе людей».

А что же Россия? В последний раз российский, точнее – советский, аппарат успешно прилунился 18 августа 1976 года. Это была автоматическая межпланетная станция «Луна-24». После этого американцы сфокусировались на Марсе, СССР – на Венере. В итоге сегодня повторить успех прошлого сложно для обеих стран. Например, старт «Луна-25» уже несколько раз переносился, теперь ожидаемые сроки – 2020-2021 годы.

Китайский космический аппарат «Чанъэ-4» успешно прилунился на обратной стороне Луны 3 января 2019 года (источник фото).

 

ВИНОГРАДНЫЕ ГРОЗДИ В КРОВИ

В Екатеринбурге судмедэксперт, популяризатор науки Алексей Решетун рассказал и показал, какое влияние оказывают на организм курение и чрезмерное употребление алкоголя. В частности, речь зашла о таком явлении, как эффект виноградной грозди.

«Дело в том, что алкоголь – это сильный растворитель жиров. А наши клетки покрыты мембранами, состоящими из липидов, т.е. жиров. Так вот когда алкоголь поступает в организм, спирт довольно быстро проникает в кровь. И в первую очередь страдают эритроциты, которые переносят кислород из лёгких к тканям и углекислый газ – в обратную сторону. В норме эритроциты отталкиваются друг от друга, это помогает им проникать в самые тонкие капилляры и снабжать кислородом весь организм. Но под действием спирта эритроциты начинают объединяться в группы — спайки, напоминающие виноградные грозди. В результате кровоснабжение нарушается, и первыми реагируют клетки мозга – нейроны. Эффект виноградной грозди был открыт в 1961 году американскими учёными Найсли, Москау и Беннингтоном», – объяснил Решетун.

 

НЕИЗВЕСТНЫЙ ПРЕДОК ЧЕЛОВЕКА

В борьбе с религией в головы советских людей вбили формулу: человек произошёл от обезьяны. Потом мысль скорректировали: нет, не от обезьяны, но у нас с современными обезьянами был общий предок. Теперь же картина мира ещё более усложнилась: современный человек некогда был не единственным человеком. Были ещё как минимум неандертальцы и денисовцы, но выжил только Homo sapiens!

Михаил Гельфанд, биоинформатик, доктор биологических наук, заместитель директора Института проблем передачи информации РАН:

«В геноме европейцев и жителей Ближнего Востока примерно 2-4% генов — это гены неандертальцев, т.е. наши далёкие предки скрещивались с неандертальцами. А анализ ДНК денисовцев показал, что до 6% их генов сегодня обнаруживается у жителей Меланезии и австралийских аборигенов. Эти и другие факты говорят нам, что некогда на планете сосуществовали разные виды людей, но по каким-то причинам выжил только Homo sapiens. Хотя слово «вид» не очень корректно, но другого термина пока нет».

Более того, анализ большого банка ДНК показывает, что в ДНК современных людей есть генетические следы и ещё как минимум одного «типа» людей, о которых науке ничего неизвестно. Их останки пока не найдены.

Непонятно и то, почему неандертальцы и денисовцы исчезли. По одной из версий, это был первый в истории цивилизации геноцид.

Раскопки в Денисовой пещере и 3D-реконструкция лица неандертальца, выполненная А.Ахтамзяном (источники изображений тут и здесь).

 

 

БРОНЗОВЫЙ ВЕК – ЭПОХА ПЕРВОЙ ГЛОБАЛИЗАЦИИ

В последние 2-3 десятилетия слово «глобализация» сменило окраску: сначала она воспринималась как благо и часть прогресса, а теперь всё чаще именно глобализацию считают корнем многих экономических и социальных проблем. Но далеко не все задумываются, что этот процесс культурной (в самом широком смысле) унификации появился не в ХХ веке, а гораздо раньше.

Археолог-антрополог, кандидат исторических наук Александр Митряков, например, первую глобализацию датирует ещё бронзовым веком:

«Ещё в эпоху раннего металла идеи циркулировали по Евразии гораздо быстрее и интенсивнее, чем можно предположить для дописьменных обществ. Так, на росписях стен гробницы в шведском Чивике можно видеть и изображения колесниц в проекциях, характерных для уральских и сибирских писаниц, и далёкие аллюзии на золотые печати из знаменитых микенских шахтных гробниц. Всё это – не случайные повторы, а сознательное копирование образцов, которые казались людям значимыми и престижными, пусть, возможно, эти образцы и сами были копиями оригиналов (или даже копиями копий)».

 

ХОЧЕТСЯ ПРЕОДОЛЕТЬ НАСЛЕДИЕ ЭЙНШТЕЙНА

Вот уже столетие физика осмысливает наследие Альберта Эйнштейна, в частности общую теорию относительности. Сегодня это самая разработанная теория гравитации, но и она не объясняет всего. Поэтому учёные пытаются нащупать пределы теории.

Юрий Ковалёв, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, руководитель лабораторий в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН и Московском физико-техническом институте:

«Общая теория относительности построена на некоторых постулатах, в частности на принципе эквивалентности, согласно которому гравитационная и инертная масса объекта равны. Мы пытаемся проверить справедливость этого предположения в рамках российского космического проекта «Спектр-Р». Для этого мы сравниваем показания атомных часов: одни часы находятся на Земле, а другие – на спутнике в космосе. Согласно общей теории относительности, те часы, которые находятся на Земле, будут убегать быстрее в сравнении с теми, что в космосе, потому что они находятся под более сильным воздействием гравитационного поля Земли. На сегодняшний день мы проверили показания с точностью 0,01%, и пока принцип эквивалентности, а значит – и общая теория относительности – сохраняются. Пока Эйнштейн «побеждает». Но мы продолжаем работу и повысим точность проверки ещё в 10 раз.

Почему это важно? Если мы увидим, что при каких-то условиях общая теория относительности уже не работает, то, как раньше Эйнштейн развил классическую механику Ньютона, ученые смогут идти дальше и развивать такие теории, как квантовая теория гравитации и единая теория поля. Т.е. сможем приблизиться к полному пониманию того, как работают универсальные законы природы во Вселенной».

Аппарат «Спектр-Р» (источник изображений)

 

 

КАК ОШИБАЮТСЯ УЧЁНЫЕ

К сожалению, учёные тоже люди, и им тоже свойственно ошибаться! Об это напомнил Валериан Юров, PhD университета Колумбия-Миссури, кандидат физико-математических наук, доцент-исследователь и старший научный сотрудник Лаборатории астрофизики и космологии ИФМНиИТ Балтийского федерального университета им. Канта. По его мнению, одной из самых сложных тем в математике является теория вероятности, потому что при попытке её представить здравый смысл абсолютно любого человека «буксует».

Валериан Юров: «Возьмём простую задачу: с какой вероятностью монета, брошенная дважды, по крайней мере один раз выпадет гербом вверх? Первыми неверно решили эту задачу великие математики Готфрид Лейбниц и Жан Лерон Д’Аламбер. Учёные думали, что существует только три возможности: 1) выпадут две решки, 2) выпадут одна решка и один орёл, 3) выпадут два орла. Поэтому их ответ был – 2/3. Рассуждение логическое. Но в чём проблема? В том, что на самом деле существует не 3, а 4 варианта! Первый: две решки, второй: сначала решка, потом орёл, третий: сначала орёл, потом решка, четвёртый – два орла. То есть на самом деле вероятность составляет ¾.

Но ошибки гениальных людей все же бывают правильными решениями для других объектов. Например, рассуждения этих учёных верны для объектов из квантовой механики, неотличимых друг от друга».

 

ЗОЛОТЫЕ КУПОЛА И ХОЛОДНАЯ ПЛАЗМА

Кажется, что всем известно, что атомные технологии применяются не только в энергетике. Однако на фестивале науки во Владимире даже самых активных посетителей научно-популярных мероприятий удивил Григорий Тарасюк, заместитель заведующего кафедрой физики плазмы НИЯУ МИФИ по инновациям и технологиям: «Ядерные технологии не начинаются и не заканчиваются на ядерном реакторе, и множество их них можно встретить в бытовой сфере. Например, покрытие «золотых» куполов церквей в современности — это не так называемое «сусальное золото», а нитрид титана золотистого цвета — ядерная, экологически чистая технология, полученная в ходе эксперимента, по прочности не уступающая многим покрытиям. В ядерной медицине разработана эффективная технология «Холодная плазма». Такая технология применяется при заживлении ран или, к примеру, при лечении меланомы. Плазменный скальпель имеет ряд преимуществ над обычным скальпелем: он привносит минимальное вмешательство в организм пациента и одновременно делает разрез, прижигает и дезинфицирует».

 

 

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ И ЗДОРОВЬЕ

В 2017 году трое учёных получили Нобелевскую премию за то, что показали, как работают биологические часы: какие молекулярные механизмы стоят за циркадными ритмами и как их работа координируется единым контрольным центром – супрахиазматическим ядром в гипоталамусе. После этого учёные расширили наше знание о биологических часах, например, что они влияют на скорость заживления ран или эффективность прививок. Правда, пока все исследования довольно небольшие и требуют независимой верификации.

Андрей Афанасьев, биоинформатик, основатель компании YRisk:

«За 2 года очень много исследовательских центров обратило внимание на циркадные ритмы и стали обрабатывать большие массивы данных и проводить эксперименты. Например, опыт на мышах показал, что вирусы размножаются быстрее, если попали в организм во время сна. А раны заживают быстрее, если появились в период бодрствования. А данные статистики говорят, что у людей, которым прививку делали между 9 и 11 утра, уровень защитных антител в организме был вчетверо выше, чем у тех, кто получал вакцину на 6 часов позднее. Таких данных много, но все они требуют дальнейшего изучения и проверки».

 

САМЫЕ «МОЩНЫЕ» НЕРВЫ У…КОЛЬМАРА

Долгое время учёные пытались понять, как импульс передаётся внутри клетки и между клетками. Поэтому искали очень длинную и прочную нервную клетку. Рассматривались разные варианты, но в итоге самой подходящей оказалась нервная клетка (аксон) кольмара.

Елена Сударикова, старший научный сотрудник Государственного Дарвиновского музея:

«В 1939 г. одновременно две группы исследователей в двух местах: Кол и Кертис, работавшие на морской станции Океанологического института в Вудс-Холе (США) и Ходжкин и Хаксли, работавшие на морской станции в Плимуте (Англия), — начали использовать гигантский аксон кальмара — одиночное нервное волокно толщиной более миллиметра. В него вводился электрод и измерялась разница потенциалов между внутренней и внешней сторонами мембраны одной клетки, а не на пучке волокон».

В результате исследователи выяснили, что передача нервного импульса — это электрохимический процесс, в основе которого лежит перемещение ионов через оболочку клетки. За это Алан Ходжкин, профессор биофизики Кембриджского университета, Эндрю Филдинг Хаксли, профессор физиологии Лондонского университета, и Джон Экклс, профессор физиологии Австралийского национального университета в Канберре, получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за 1963 год.