[Перевод] Учёные запустили фотосинтез в глазах мышей (нет, они не позеленели)

Как показывают результаты нового эксперимента на мышах, специальные глазные капли, содержащие фотосинтетический аппарат из листьев шпината, помогают бороться с синдромом сухого глаза.

Учёные разработали новые глазные капли, которые позволяют глазам мышей осуществлять определённые этапы фотосинтеза.

Согласно исследованию, опубликованному 15 мая в журнале Cell, капли, содержащие фотосинтетический аппарат, извлечённый из листьев шпината, используют реакции, запускаемые светом, для облегчения симптомов синдрома сухого глаза. Хотя исследователи тестировали капли на мышах, есть надежда, что после дальнейших испытаний эта терапия когда-нибудь сможет применяться у людей.

Это исследование представляет собой «классное применение» инженерных знаний, вдохновлённое симбиотическими отношениями в природе, отметил Кори Аллард, клеточный биолог из Гарвардской медицинской школы, не участвовавший в работе.

Растения используют фотосинтез для получения энергии в виде глюкозы из солнечного света. Органеллы, называемые хлоропластами, осуществляют фотосинтез и придают растениям зелёный цвет. Хотя ни одно животное не способно самостоятельно осуществлять фотосинтез [тут автор статьи излишне категоричен – кое-какие всё-таки умеют / прим. перев.], некоторые из них установили симбиотические отношения с фотосинтезирующими водорослями, что позволяет им использовать энергию солнца. Некоторые виды морских улиток, в том числе листовая овечка (Costasiella kuroshimae) и мангровая листовая улитка (Elysia bangtawaensis), даже похищают хлоропласты из водорослей, которыми они питаются.

Читать далее
[Перевод] Учёные запустили фотосинтез в глазах мышей (нет, они не позеленели)
Source: geektimes

Полосатые асы: точность навигации медоносных пчел

На протяжение всей истории человечество развивало свои технологии, черпая вдохновленные из окружающего нас мира. И в этом нет ничего удивительного, ведь любой живой организм является биологической инженерной системой, которая подчиняется тем же законам точных наук, что все в этой Вселенной. Ярчайший пример вдохновения природой — самолеты. Человек издревле смотрел на полет птиц и хотел оказаться на их месте. Изучая разных птиц, их физиологические особенности и моторику полета, человек совершенствовал и дополнять собственные летательные аппараты. Но птицы не единственные мастера летного дела. Многие насекомые обладают такими же, если не более продвинутыми, навыками. Пчелы — одни из таких. Ученые из Фрайбургского университета (Фрайбург, Германия) провели исследование, в ходе которого установили, что пчелы летают по невероятно точным траекториям с минимальными отклонениями. Как проводилось наблюдение за полосатыми летунами, какие показатели удивили ученых, и чем для нас могут быть полезны полученные данные? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Читать далее
Полосатые асы: точность навигации медоносных пчел
Source: geektimes

[Перевод] «Чёрная дыра» в вашем сознании заставляет вас видеть уникальную версию реальности, утверждают нейробиологи

Бездонные водовороты, скрывающиеся где-то в глубинах космоса, поглощающие свет и хранящие тайны Вселенной. Именно так представляет себе большинство из нас чёрные дыры. Наверное, вы бы удивились, узнав, что каждый из нас носит крошечную «чёрную дыру» внутри своей личной микровселенной: человеческой головы. Внутри сетчатки, ткани глаза, ответственной за зрение, находится буквально физическая пустота, где визуальная информация просто исчезает. Этот факт не просто влияет на то, как работает наше зрение, он также может иметь далеко идущие последствия — и даже поднимать провокационные вопросы о природе самого сознания и о том, как мы воспринимаем реальность.

Обычно зрительные области коры головного мозга — участки мозга, отвечающие за обработку зрительной информации — получают сигналы от сетчатки напрямую через зрительный нерв, пучок нервных волокон, который передаёт зрительную информацию от глаза к мозгу. Но в слепом пятне нет фоторецепторов — клеток, улавливающих поступающий свет.

Читать далее
[Перевод] «Чёрная дыра» в вашем сознании заставляет вас видеть уникальную версию реальности, утверждают нейробиологи
Source: geektimes

[Перевод] Человек, укравший бесконечность: подлинная история Георга Кантора

В своей работе 1874 года Георг Кантор доказал, что бесконечность не просто существует, но и бывает разных размеров, и навсегда изменил математику. Однако недавно обнаруженные письма свидетельствуют: это был ещё и плагиат.  

Когда Демиан Гус 12 марта прошлого года последовал за Карин Рихтер в её кабинет, первым ему бросился в глаза бюст. Бюст лысого пожилого джентльмена со стоическим лицом стоял на высоком постаменте в углу комнаты. Гус не увидел и следа того тревожного, одинокого человека, который занимал его мысли более года.

Таким Георга Кантора видела история. Интеллектуальный гигант: непоколебимый, волевой, полный решимости совершить математическую революцию, несмотря на громкие возражения своих коллег.

Именно здесь, в университете Галле в Германии, Кантор 150 лет назад начал свою революцию. Здесь, в 1874 году, он опубликовал одну из важнейших работ в 4000-летней истории математики. Эта работа кристаллизовала концепцию, долгое время считавшуюся математической угрозой, которую следует избегать любой ценой: бесконечность. Она заставила математиков пересмотреть некоторые из их самых давних предположений и потрясла математику до основания. И она дала начало новой области исследований, которая привела к переосмыслению всей науки.

Читать далее
[Перевод] Человек, укравший бесконечность: подлинная история Георга Кантора
Source: geektimes

Джим Саймонс и Medallion: что инженер рынка может вынести из истории величайшего quant-фонда

10 мая, в возрасте 86 лет умер Джим Саймонс, создатель Renaissance Technologies — одного из самых прибыльных хедж-фондов в истории. Его состояние оценивается в $31,4 млрд, 55-е место в рейтинге Forbes. Аналитики Уолл-стрит до сих пор не смогли разгадать главный секрет успеха самого прибыльного фонда Саймонса — Medallion.

Для создателей стратегий и алготрейдеров это не просто новость. Это повод задать вопрос: что именно делал Medallion и можно ли из этого извлечь практические уроки для собственных систем?

Читать далее
Джим Саймонс и Medallion: что инженер рынка может вынести из истории величайшего quant-фонда
Source: geektimes

Сергей Снегов и мир будущего, где смелость разума важнее комфорта

Если посмотреть, как устроен наш сегодняшний мир, — на мой взгляд, неожиданно актуальным оказывается не Азимов со своими законами робототехники и не Стругацкие с их предсказаниями последствий информационной эпохи, а Сергей Снегов. Он угадал не столько технологии, сколько способы взаимодействия с ними, детально описав, как вычислительные системы становятся посредником между человеком и реальностью.

Главная идея Снегова вовсе не техническая. Его интересовал человек. В мире трилогии «Люди как боги» технологии освобождают людей от рутины, но не избавляют от необходимости развиваться. Наоборот, чем могущественнее становятся инструменты цивилизации, тем большее значение приобретают любознательность, творчество, смелость и способность принимать самостоятельные решения.

Читая «Люди как боги», неожиданно обнаруживаешь знакомые вещи: персональных ИИ-ассистентов, рекомендательные алгоритмы, цифровые профили и социальные рейтинги, облачные вычисления и даже музыку по запросу. Разумеется, все это замаскировано под технологии XXVI века.

Основные прогнозы Снегова не сбылись: космические корабли не исследуют Галактику, человечество не умеет запускать искусственные солнца и превращать пространство в вещество. Но удивительно, насколько похожими на реальность оказались детали повседневной очень комфортной жизни. Воодушевляет, что за всеми этими технологиями Снегов видел ту же задачу, которая стоит перед нами сегодня: как сделать человека сильнее и свободнее, не превращая его в придаток созданных им машин.

Читать далее
Сергей Снегов и мир будущего, где смелость разума важнее комфорта
Source: geektimes

Когда неизвестное — не число, а функция: разбор функциональных уравнений с олимпиады IMC

Как создавался этот документ.

Это учебное пособие по функциональным уравнениям я не писал руками. Я провёл со студентами ВШЭ онлайн-занятие факультатива по олимпиадной высшей математике — разобрал пять задач международной студенческой олимпиаде IMC. А дальше ИИ собрал из видеозаписи занятия вот этот разбор: восстановил выкладки по тому, что осталось на доске, сверил каждое условие со сборником задач IMC, написал решения «по шагам» и нарисовал к ним иллюстрации. Ему хватило на это всего почти ровно 100 минут.

Затем ИИ взял pdf и превратил в markdown. Дальше скопировал — вставил. Только что вручную пришлось 16 рисунков вставлять.

Получился любопытный эксперимент: подробное пособие было создано автоматически из живого проведения факультатива, без участия человека в его написании. Грубых ошибок я не нашёл, но «ошибок нет» в олимпиадных доказательствах — слишком смелое заявление, поэтому приглашаю проверить. О том, как именно это устроено — в конце статьи; там нарисована схема мультиагентного пайплайна, с помощью которое создавалось пособие.

Предлагаю в комментариях обсудить результаты этого эксперимента и последствия. Правок в документ не вносилось, кроме добавления небольшого числа дополнительных пробелов и переносов строк для улучшения визуального восприятия текста.

Оценить эксперимент
Когда неизвестное — не число, а функция: разбор функциональных уравнений с олимпиады IMC
Source: geektimes

Почти зелёные миры: перспективы фотосинтеза на планетах у оранжевого карлика (спектральный класс K)

Ранее я публиковал на Хабре относительно успешную статью «Негостеприимные красные карлики. Об ультрафиолетовой зоне обитаемости». В ней я упоминал, почему поблизости от многочисленных звёзд спектрального класса М (красных карликов) маловероятно возникновение жизни земного типа (на основе нуклеиновых кислот), поскольку высокая и нерегулярная активность звезды в ультрафиолетовом спектре не оставляет окна для образования клеточных организмов. Сегодня вернёмся к этой теме и поговорим о некоторых интересных опытах, которые указывают на относительную благоприятность звёзд спектрального класса K (оранжевых карликов) для развития фотосинтеза и, соответственно, инопланетной флоры. Цвет подобной гипотетической растительности едва ли будет зелёным, но долговременное существование растительного покрова на скалистой планете близ оранжевого карлика кажется вполне реалистичной картиной. Давайте обсудим эти модели подробнее.

Читать далее
Почти зелёные миры: перспективы фотосинтеза на планетах у оранжевого карлика (спектральный класс K)
Source: geektimes

Теорема Фробениуса

Эта заметка является продолжением статьи: url{https://habr.com/ru/articles/1044230/} <<Выпрямление векторных полей и коммутирование потоков>>

Возьмем гладкую функцию трех переменных f:mathbb{R}^3tomathbb{R} (предположим для простоты, что её градиент нигде не обращается в ноль). Рассмотрим её поверхности уровня: begin{equation*} f(x, y, z) = C end{equation*}

При различных значениях константы C мы получаем набор непересекающихся двумерных поверхностей. Пространство расслаивается на них, как слои в луковице. Если теперь в каждой точке пространства взять касательную плоскость к проходящей через неё поверхности уровня, мы получим поле двумерных плоскостей.

По построению это распределение интегрируемо, а поверхности уровня f(x,y,z)=C являются его интегральными поверхностями.

Обратно, допустим, кто-то задал нам совершенно произвольное гладкое поле двумерных плоскостей в mathbb{R}^3 и попросил найти для них интегральные поверхности.

Поле двумерных плоскостей можно задать двумя линейно независимыми в каждой точке mathbb{R}^3 векторными полями u(x,y,z) и v(x,y,z). Тогда через каждую точку (x,y,z) пространства проходит плоскость, содержащая векторы u(x,y,z) и v(x,y,z).

Всегда ли мы сможем найти такую функцию f, поверхности уровня которой будут везде касаться наших плоскостей?

Интуиция может подсказывать, что это всегда возможно, но это не так.

Ответ на вопрос дает теорема Фробениуса.

Читать далее
Теорема Фробениуса
Source: geektimes

[Перевод] Туман живой! Учёные изучили, чем занимаются бактерии, живущие в каплях тумана

Что, если туман — это не просто воздух с каплями воды, а живая экосистема?

Этот вопрос не давал покоя исследовательнице облаков Ти Тхуонг Тхуонг Као. Будучи аспиранткой Аризонского государственного университета (АГУ), она следовала за своим любопытством, которое водило её то к микробиологам и химикам, то к отбору проб тумана перед восходом солнца в Пенсильвании и многочасовым изучениям образцов под лабораторным микроскопом. И она нашла свой ответ.

Её исследовательская группа из АГУ обнаружила, что бактерии, плавающие в крошечных капельках тумана, живут, растут и — что весьма полезно — разлагают загрязняющие вещества прямо в воздухе.

Исследование, опубликованное в журнале mBio, меняет наше представление о тумане. Это не стерильный туман и не море микробов в подвешенном состоянии. Это временная водная среда обитания для маленьких друзей, которые очищают воздух, которым мы дышим.

Читать далее
[Перевод] Туман живой! Учёные изучили, чем занимаются бактерии, живущие в каплях тумана
Source: geektimes