авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«тема номера: 2005 №1 ПОВЕЛЕВАТЬ УРАГАНАМИ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ выключатель ВСЕЛЕННАЯ дисков ИНТЕРНЕТ жилища КЛЕТКИ, ...»

-- [ Страница 3 ] --

Клетка хрусталика в мире науkи www.FireWooD.net.ru КАРИЕ, ГОЛУБЫЕ И КРАСНЫЕ Зная механизмы фокусировки света глазом (см. рисунок внизу), обычайно густого раствора особых можно объяснить, почему на фотографиях наши глаза иногда выглядят белков – кристаллинов. Хрусталик карими, голубыми или красными. Свет проникает в глаз через узкое неспроста называют иногда био отверстие в радужной оболочке – зрачок. Расположенный позади него логическим кристаллом: его клетки хрусталик фокусирует лучи на сетчатке. Часть попавшего на радужку света отражается. Чем короче длина световых волн, тем сильнее они имеют высокоупорядоченное распо отражаются поверхностью, поэтому голубой свет рассеивается сильнее ложение. Каждая из них содержит красного, что и определяет естественный голубой цвет радужки.

крупные молекулы кристаллинов, Радужка с большим количеством меланина поглощает много света образующих комплексы с окру и выглядит коричневой, а с меньшим количеством этих пигментных жающими их компонентами ци молекул приобретает светло-коричневую или зеленую окраску, а с незначительным количеством пигмента – голубую. топлазмы. Такая структура делает Зрачок кажется черным, потому что богатый меланином слой клеток цитоплазму оптически гомогенной позади сетчатки поглощает все остатки света, проникшего через сетчатку.

средой. Коэффициент преломления Это не дает свету отражаться от дна глаза и повторно воздействовать на в хрусталике везде одинаков.

фоторецепторы сетчатки, что могло бы искажать зрение.

Организм альбиносов не способен вырабатывать меланин. Их Катаракта пигментный эпителий сетчатки поглощает очень мало света, вот почему на ярком солнце альбиносы становятся почти слепыми. Свет, отраженный После запрограммированной ги дном глаза, возвращается к зрачку и радужке, освещая кровеносные бели органелл клетки хрусталика сосуды и придавая им красную или розовую окраску. То же наблюдается остаются живыми, однако вместе и при фотосъемке со вспышкой.

с ядром они лишаются всех генети ческих программ. В отличие от кле ток других тканей, они полностью Сетчатка теряют способность к восстанов Пигментный лению, что делает хрусталик очень Склера эпителий уязвимым. Так, например, сильное Роговица сетчатки обезвоживание может вызвать сли пание кристаллинов, что приведет всего за несколько недель к разру шению клеток и их превращению в бесформенную массу – катаракту.

Коэффициенты преломления обра зовавшегося пятнышка и осталь Хрусталик ной части хрусталика отличаются, и в поле зрения человека возникает мутное пятно.

Мелкие повреждения могут на Радужка (радужная капливаться в хрусталике и при оболочка) отсутствии обезвоживания. У мно гих людей катаракта развивается в результате регулярного воздей Зрачок ствия высоко реактивных молекул (например, свободных радикалов), ультрафиолетового излучения или многолетнего повышения уровня сахара в крови вследствие диабета.

животных, лишенных крови. Это фундируют молекулы питательных Первые упоминания об опера касается и человеческого хряща, и некоторых других веществ, ко- циях по удалению помутненных однако все биологи безоговороч- торые затем медленно проникают хрусталиков относятся к 1800-м гг.

но относят его к жизнеспособной и во внутренние его части. до н.э. и содержатся в своде зако ткани. Если живой считать клет- В молодых клетках хрусталика, нов вавилонского царя Хаммурапи.

ку, обладающую метаболизмом, то возникающих у плода из стволовых Древнеегипетские тексты, а также и клетки хрусталика живые. Они клеток, присутствуют органеллы, средневековые европейские и ис KEITH KASNOT лишены митохондрий, вырабаты- но на ранних стадиях развития ор- ламские рукописи описывают опе вающих энергию, однако в самых ганизма они разрушаются. Остается рации по отсечению хрусталика от наружных слоях хрусталика диф- лишь цитоплазма, состоящая из не- ресничной мышцы глаза и внедре 56 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ОБРАЗОВАНИЕ КАТАРАКТЫ нию его в стекловидное тело – гус- процесс, связанный с уничтожени тую прозрачную жидкость в задней ем молодыми клетками хрусталика части глазного яблока. Хотя про- своих органелл, дает им прекрас цедура и снимала с глаза пелену, ную возможность справиться с не он утрачивал способность фоку- которыми опасными болезнями.

сировать лучи света на сетчатке. Клетки хрусталика, возникающие В результате после операции паци- из стволовых клеток, на ранних ста енты могли видеть только размытые диях развития зародыша содержат очертания предметов, как если бы органеллы. В ходе дифференциров они смотрели под водой. ки они их уничтожают, благодаря В XVII–XVIII вв. были изобретены чему и становятся прозрачными.

специальные очки, компенсировав- В других клетках даже небольшое a шие ослабление зрения, но совре- повреж дение ДНК чревато необ менные искусственные хрустали- ратимым процессом апоптоза, т.е.

ки сделали их ненужными. Только запрограммированной гибелью.

Прозрачность – весьма необычное свойство живой ткани.

в США ежегодно проводится более Высвобождающиеся в клетке де b 1 млн. операций по удалению ката- структивные белки кромсают ее ракты. Сегодня процедура занимает ДНК на части, а прекращающие ра не более 45 минут и завершается боту митохондрии лишают клетку успехом в 100% случаев. источника энергии. Она распада Однако стареющий хрусталик ется на части и бесследно раство подвержен не только развитию ка- ряется. Как правило, поврежденные таракты – с возрастом он желтеет. к летки совершают самоубийство, В нем постепенно накапливаются чтобы освободить место новым белки, поглощающие синий и зеле- здоровым – иначе орган переста c ный свет и не пропускающие лучи ет функционировать. В некоторых к сетчатке. Лишь красный, желтый случаях поврежденные клетки са и коричневый свет достигают цели, моуничтожаются, чтобы не пере что значительно меняет зрительное родиться в раковые. Клетки хрус восприятие человеком окружающе- талика тоже разрушают свое ядро го мира. и все остальные органеллы, однако Каждый год жертвами катаракты они прекращают этот процесс как становятся миллионы людей.





Запрограммированное Клетки хрусталика содержат раз перед самым его завершени густой раствор крупных белков самоубийство ем, сохраняя наружную мембрану, кристаллинов (а). По мере того В последние годы исследователи внутренний цитоскелет из белков как в их молекулах накапливаются ALICE CHEN (drawing);

SCIENCE PHOTO LIBRARY (photograph) повреждения, вызванные не только научились возвращать и густую плазму (см. врезку на стр.

ультрафиолетовым излучением, хрусталику утраченные функции, 54 и 55). окислением или обезвоживанием, они утрачивают свою исходную но и задумались над тем, как мож- Способность к леток приостанав структуру и превращаются в длинных но предотвратить его возрастное ливать самоубийство стала для уче- «червячков» (b). Такие молекулы могут разрушение. Они обнаружили, что ных полной неож иданностью. слипаться друг с другом, образуя плотную массу переплетенных нитей (с). Клубок поглощает проникающий в глаз свет, порождая в поле зрения человека мутное пятно (см.

ОБ АВТОРЕ:

фотографию). Повышенный уровень денатурированных белков был Ральф Дам (Ralf Dahm) – руководитель проекта в Институте биологии разви- обнаружен в головном мозгу людей, страдающих болезнями Альцгеймера тия им. Макса Планка в Тюбингене (Германия), кандидат биохимических наук и Паркинсона, что навело ученых на и координатор общеевропейского проекта по использованию данио рерио мысль о сходной природе катаракты и нейродегенеративных заболеваний.

в качестве модели для изучения эмбрионального развития человека.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru ГЛАЗ СТАРЕЮЩЕГО ЖИВОПИСЦА THE JAPANESE FOOTBRIDGE, BY CLAUDE MONET, GIFT OF VICTORIA NEBEKER COBERLY, IN MEMORY OF HER SON JOHN W. MUDD, AND WALTER H. AND LEONORE ANNENBERG, IMAGE Прообразом картины, созданной Клодом Моне в 1899 г. 68-летний художник не смог с привычной легкостью (слева), стал уголок его сада под Парижем. Позднее, выбрать краски для работы. В 1912 г. врач обнаружил в 1918—1924 гг., художник также пытался запечатлеть у него катаракту и рекомендовал операцию, но японский мостик. Исследование эскизов показывает, Моне испугался. В то время любое хирургическое что катаракта значительно снизила у Моне остроту вмешательство было чревато серьезными зрения, а пожелтение хрусталиков ухудшило его осложнениями, а удаление катаракты уже поставило восприятие синего и зеленого цветов. крест на карьере нескольких живописцев.

К старости зрение французского импрессиониста В поздних работах импрессиониста количество © BOARD OF TRUSTEES, NATIONAL GALLERY OF ART, WASH., D.C. (left);

MINNEAPOLIS INSTITUTE OF ARTS, BEQUEST OF PUTNAM DANA McMILLAN (right) Клода Моне (1840—1926) ухудшилось. Картины, деталей резко сокращается, а преобладающими написанные им в течение двух последних десятилетий становятся желтые, красные и коричневые тона. Моне жизни, – лучшее тому подтверждение. впадал то в ярость, то в отчаяние и в начале 1922 г.

Пожелтение хрусталиков изменило восприятие цвета. писал, что создать что-либо прекрасное уже не В них постепенно накопились белки, поглощавшие в состоянии.

свет холодных оттенков (фиолетовый, синий, голубой В том же году зрение Моне опять ухудшилось: правый и зеленый) и пропускавшие красный и желтый цвета. глаз едва отличал свет от тьмы, а левый видел лишь на Поэтому окружающий мир представал перед взором 10%. В январе 1923 г., когда художнику было 83 года, живописца во все более теплых тонах. ему удалили катаракту правого хрусталика, но Моне Катаракта вызвала снижение остроты зрения: жаловался, что очки, которые он должен был носить Моне видел предметы словно через матовое стекло. после операции, сильно искажают цвет.

Постепенно он стал хуже различать формы и очертания Только в 1925 г. ему наконец-то удалось подобрать предметов, а в конце жизни едва отличал свет от тьмы. подходящие очки, и он написал, что вновь хорошо видит На ухудшение зрения Моне впервые обратил и собирается много работать. Увы, через год Моне внимание во время поездки в Венецию в 1908 г.: умер.

Они всегда рассматривали апоп- время полного апоптоза зрелых сигналы прекращают процесс кле тоз как безостановочный процесс. к леток, а другие (например, ци- точного саморазрушения.

А значит, в к летках хрусталика тоскелет) – остаются совершенно Согласно теории инициации имеется некий механизм, позво- интактными. Мы допустили, что апоптоза, предложенной Стивеном ляющий им разрушать лишь оп- к летк и хруста лика использу ют Басснеттом (Steven Bassnett) из ределенную часть своих структур. к леточну ю гибель не для само- Вашингтонского университета, по Несколько лет назад я вместе с дру- уничтожения, а для осуществления мере того как уже существующие гими специа листами предполо- дифференцировки. клетки хрусталика обрастают все жил, что этот механизм вк лючает Данный факт привел нас к сле- новыми и оказываются все дальше преднамеренную блокировку клет- дующему зак лючению: механизм, от его поверхности, количество до ками процесса саморазру шения. контролирующий апоптоз, мог бы стигающего их кислорода уменьша Было показано, что во время диф- менять течение болезней, характе- ется. Когда его концентрация падает ференцировки к леток хрусталика ризующихся «массовым самоубий- ниже порогового уровня, целост одни органеллы (например, ядро ством» клеток, например, нейро- ность митохондрий, функциониро и митохондрии) подвергаются точ- дегенеративных заболеваний. Для вание которых напрямую зависит но такой же деструкции, что и во этого необходимо выяснить, какие от доступности кислорода, оказы 58 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ФИЗИОЛОГИЯ Способность клеток приостанавливать вается под угрозой. Почувствовав такую опасность, клетка начина самоубийство стала для ученых полной ет высвобождать факторы, способ неожиданностью.

ствующие апоптозу. Правильность теории отчасти подтверж дается известным фактом, что повреж денные митохондрии способны тина-3 снижается. Такой образец числа клеток, и на ранних стадиях инициировать апоптоз в зрелых активности вполне мог бы конт- развития они настолько прозрач клетках человека. Получив серь- ролировать процесс апоптоза, но ны, что ученые могут наблюдать езное повреждение, клетка может о том, какие факторы отключают за формированием их внутренних разблокировать механизмы гибели этот белок, мы не имеем пока ни органов воочию. Большинство ор и приступить к саморазрушению. малейшего представления. Изучать ганов развивается невероятно быс Басснетт указывает еще на одну галектин-3 мы начали потому, что тро – всего через 48 часов после возможную причину апоптоза: вы- он принимает участие в различных выметывания икры. На третий день работка молочной кислоты, образу- биологических процессах, связан- из икринки вылупляется малек, тут ющейся при расщеплении глюкозы ных с пролиферацией, апоптозом же начинающий активно плавать в дифференцированных к летках и дифференцировкой клеток дру- в воде.

хрусталика. Зрелые клетки в центре гих тканей. Мутантных рыбок интенсивно хрусталика лишены митохондрий Недавно Сого Нишимото (Sogo изучают многочисленные груп и вырабатывают энергию, превра- Nishimoto) из Университета г. Осака пы исследователей во всем мире.

щая глюкозу в молочную кислоту. (Япония) идентифицировал ДНК- Сотрудники лаборатории нобелевс В хрусталике, таким образом, обра- азу (фермент, расщепляющий ДНК), кого лауреата Нюсслайн-Фольхарда зуется градиент концентрации мо- участвующую в разрушении ДНК (Nusslein-Volhard) из Института лочной кислоты, а также градиент в клетках хрусталика.

Лабораторные Макса Планка обнаружили рыб, рН. Инициатором апоптоза могут мыши, у которых ДНК-аза отсутству- чьи хрусталики состояли из клеток быть оба фактора. ет, появляются на свет с катарактой. с интактными органеллами, и рыб Внимание у ченых привлек ли Кроме того, при дифференцировке с абсолютно мертвыми клетками и некоторые другие триггеры кле- в клетках хрусталиков грызунов не хрусталика. У некоторых мутантов точной гибели. Майкл Райд (Michel происходит разрушения ядер, в то была выявлена катаракта, ничем не Wride) из Кардиффского универ- время как апоптоз клеток всех дру- отличавшаяся от человеческих.

ситета в Уэльсе и Эсмонд Сандерз гих тканей протекает нормально. Ученые надеются, что изучение (Esmond Sanders) из Университета данио рерио поможет полу чить Многообещающая рыбка провинции Альберта в Канаде по- новые сведения о факторах, за казали, что разрушению клеток Не исключено, что загадку хруста- пускающих и останавливающих хрусталика способствует фактор лика поможет разгадать маленькая апоптоз. Такая информация могла некроза оп у холи. Он явл яется аквариумная рыбка данио рерио, бы углубить наши представления сигнальным белком (цитокином) словно специально созданная при- не только о механизмах развития и может выступать в роли мощ- родой для изучения эмбрионально- катаракты, но и о природе ней ного инициатора апоптоза здоро- го развития животных. Зародыши родегенеративных заболеваний вых и некоторых раковых клеток. данио состоят из очень небольшого человека.

Однако неизвестно, как цитокин работает в хрусталике.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

Автору статьи и другим исследова телям удалось выяснить некоторые Nuclear Degeneration in the Developing Lens and Its Regulation by TNFalpha.

механизмы, приостанавливающие Michael A. Wride and Esmond J. Sanders in Experimental Eye Research, Vol. 66, саморазрушение клеток хрустали No.3, pages 371–383;

1998.

ка. Изучая хрусталики человека, Lens Organelle Degradation. Steven Bassnett in Experimental Eye Research, Vol.

крысы и мыши, мы обнаружили, 74, No. 1, pages 1–6;

2002.

что в к летках, еще не успевших Developmental Aspects of Galectin-3 Expression in the Lens. R. Dahm, S. Bramke, уничтожить свои органеллы, обра J. Dawczynski, R. H. Nagaraj and M. Kasper in Histochemistry and Cell Biology, Vol.

зуется белок галектин-3, способный 119, No. 3, pages 219–226;

2003.

связываться с другими молекулами.

Nuclear Cataract Caused by a Lack of DNA Degradation in the Mouse Eye Lens.

Когда клеточные органеллы начи S. Nishimoto et al. in Nature, Vol. 424, pages 1071–1074;

2003.

нают разрушаться, синтез галек в мире науkи www.FireWooD.net.ru ПОЛИТИКА COURTESY OF SEQUOIA VOTING SYSTEMS Устройство для электронного голосования производства компании Sequoia.

60 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ПОЛИТИКА Тэд Селкер ЭЛЕКТРОННОЕ голосование Как предусмотреть все вопросы, связанные Казалось бы, что может быть про- выбрали сразу двух. Более 680 че ще: раздать бюллетени, а потом ловек не смогли понять алгоритм с электронной подсчитать их. На самом деле работы автоматических устройств в процессе проведения выборной для подсчета голосов, и их бюлле системой кампании су ществует множест- тени не были учтены. Согласно све голосования? во нюансов. Во-первых, данные дениям Американского бюро по оп об избирателях, их регистрация росу общественного мнения, около и сведения о том, кто за кого го- миллиона американцев по тем или лосовал, – конфиденциальная ин- иным причинам не приняли учас формаЦИЯ;

ВО-Вторых, если в пред- тия в выборах президента 2000 г.

выборной гонке участвуют более Таким образом, из-за плохой ра двух претендентов, то появляются боты избирательных у частков серьезные проблемы. Во время под- было потеряно 2/3 голосов, а по счета голосов на выборах прези- причине неудовлетворительного дента США в 2000 г. из 150 млн. оформления бюллетеней и отказов бюллетеней не были обработаны техники – 1/3. Проанализировав 4–6 млн., что составило 2% от об- ошибки, федеральные и местные щего числа проголосовавших из- власти решили оснастить участки бирателей. Таким образом, судь- современным оборудованием для ба Америки была решена в штате электронного голосования, кото Флорида всего 537 голосами. рое должно упростить процеду Ошибки были обусловлены пре- ру, уменьшить количество ошибок жде всего низким уровнем програм- и исключить возможность мошен много обеспечения (из списков ничества.

было исключено от 1,5 до 3 млн. В некоторых странах электрон человек) и неудачным дизайном ная система зарекомендовала себя бюллетеней, что привело к потере с хорошей стороны. Бразилия нача от 1,5 до 2 млн. голосов. Только ла ее тестирование в середине 90-х в Палм-Бич из-за слишком яркого гг. и с 2000 г. перешла на этот тип оформления бланков 4% избирате- голосования. В 1996 г. использова лей не смогли правильно прого- лись электронные машины, способ лосовать за своего кандидата или ные обработать 40 тыс. голосов в мире науkи www.FireWooD.net.ru ПОЛИТИКА при вероят ност и ошибк и 7%, на новое оборудование количество имела сенсорную панель с графи а в 1998 г. производительность ус- неправильно вложенных бюллете- ческим интефейсом, где курсор для тройств возросла до 150 тыс. голо- ней уменьшилось с 3,2% в 2000 г. выбора кандидата располагался сов (погрешность – 2%). В 2000 г. до 0,9% в 2002 г. очень близко от окна, обозначаю модернизированные системы элект- Но не все так просто, как кажется. щего окончание голосования.

ронного голосования снизили этот Из-за того, что отсутствует феде- Использование аппаратов ком показатель уже до 0,2%. ральный стандарт на оборудование, пании Sequoia привело к тому, что 10% избирателей штата Нью Электронные машины по-прежнему Мексико заполнили бюллетени не правильно. Еще один недостаток несовершенны, а компьютерные вирусы такого оборудования – возмож ность отключить устройство, про и проблемы с настройкой затрудняют их изводящее подсчет избирателей.

эксплуатацию. Программы по защите информа ции разрабатываются различными фирмами, чьи алгоритмы представ Избирательные технологии на рынке появилось множество раз- ляют собой коммерческую тайну.

В древней Греции, Египте и Риме нообразных моделей, конкуриру- В 1997 г. власти штата Айова пла для голосования использовались ющих между собой. Споры о том, нировали закупить системы для го керамические таблички, затем по- какие из них лучше, не утихают лосования у Global Election Systems явились бумажные бюллетени, под- и сейчас. Кроме того, в каж дом (которая позже была приобретена считывавшиеся вручную, а теперь штате существуют свои требования фирмой Diebold) и обратились за внедряется автоматизированный к эксплуатации оборудования. консультацией к Дугласу Джонсу подсчет голосов. В 1869 г. Томас Электронные машины по-прежне- (Douglas W.Jones) из Университета Эдисон (Thomas Edison) запатенто- му несовершенны, а компьютерные Айовы, который подготовил от вал устройство для голосования, вирусы и проблемы с настрой- чет по компании. В результате первые испытания которого нача- кой затрудняют их эксплуатацию. было принято решение закупить лись в 70-х гг. прошлого века. Кроме того, не все избиратели адек- технику у другого производителя.

Современные электронные маши- ватно воспринимают информацию В феврале 2003 г. компания Diebold ны DRE воспроизводят бюллетень на экране монитора. В 2002 г. мне разместила программное обеспече и регистрационную информацию удалось протестировать электрон- ние на открытом сервере, и уже на дисплее, дублируя ее по звуко- ное устройство для голосования через несколько дней любой поль вому каналу. С переходом избира- производства фирмы Electronic зователь Интернета мог без труда тельных участков штата Джорджия Systems and Services (ESS). Модель взломать систему и использовать данные в своих целях.

Б е з опас но с т ь п р ог ра м м ног о ОБЗОР обеспечения определяется раз личными протоколами и уровнем шифровани я информации. Д л я ЭЛЕКТРОННОЕ ГОЛОСОВАНИЕ того чтобы быть уверенным в вы После подведения итогов выборов 2000 г. было принято решение оснастить сокой степени ее защиты, необхо избирательные участки техникой нового поколения – устройствами прямого димо неоднократно протестиро электронного голосования. вать оборудование.

Штат или графство, принявшее решение о закупке соответствующих сис- Поскольку основной объем дан тем, должен заключить контракт с экспертами, осуществляющими оценку ных передается в электронном надежности оборудования. виде, вероятность ошибки ком Все сотрудники избирательных штабов и участков должны быть высоко- пьютера сохраняется. В том слу квалифицированными работниками и строго выполнять технологические чае, если будет использовано еди требования. ное программное обеспечение, Наряду с обновлением технических средств необходимы меры по совер- сбои в работе электронной систе шенствованию процесса составления списков избирателей и обработки мы окажутся весьма ощутимыми.

бюллетеней на участках для голосования, что позволит избежать массовой В связи с этим необходим жест потери голосов. кий контроль обработки, передачи и хранения данных.

62 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ГОЛОСОВАНИЯ Копии бюллетеней на бумажном носителе и запи си звуковых сообщений помогут при проведении контрольного подсчета голосов.

1 Избиратель делает выбор, нажимая символы на экране монитора.

2 Через наушники избиратель слышит голосовое сообщение.

DON FOLEY (ILLUSTRATION);

COURTESY OF SEQUOIA VOTING SYSTEMS (PHOTOGRAPH) 3 Информация записывается на пленку.

Через прозрачный экран избиратель видит В случае проведения эквивалент бюллетеня на бумажном носителе проверки можно и может сравнить его с итогами электронного воспользоваться этими голосования. Копии могут быть использованы записями.

при пересчете голосов.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru ВЫБОРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Гораздо проще усовершенствовать существующие выборные технологии, чем внедрять новые.

Бюллетени Технологии Бумажные бюллетени Механическая машина с перфорацией Комментарии 1,3% из общего объема Впервые использовалась в 1892 г. Впервые использовалась в 1964 г.

Преимущества Просты в обращении. Низкая вероятность ошибки Исключают ошибки Низкий уровень ошибок и высокая безопасность при голосовании.

при заполнении Компактное оборудование Недостатки Низкий уровень доверия Большие габариты. Ошибки при заполнении.

со стороны избирателей. Низкая надежность системы Плохое оформление Ошибки при подсчете подсчета избирателей. бюллетеней Низкая эффективность при большом количестве кандидатов Пути Производить подсчет Техническое обслуживание. Использование оптических улучшения при помощи сканера и Установка видеокамер. сканеров для подсчета подвергать специальной Изменение панели управления обработке Электронное мошенничество изменить результаты голосования. грамму внедрены «Рождественские Как предусмотреть все риски, свя- Оказалось, что в программное яйца», то они проявят себя в назна занные с электронной системой обеспечение может быть введен ченное время.

голосования? Конечно, необходи- секретный код, активизирующийся Ученые постоянно совершен мо совершенствовать программное в день проведения выборов и фаль- ствуют программное обеспечение обеспечение, но не стоит забывать сифицирующий результаты голо- и электронную технику, широко используя опыт коллег, занима ющихся системами электронных Лишь единицы готовы п латежей, благодаря которым повторить процедуру заполнения каждый день на планете оплачи ваются контракты на миллиарды электронного бюллетеня, если была долларов.

обнаружена ошибка. Взаимный контроль со стороны всех у частников выборной кам пании помогает избежать случай о том, что только тестирование сования. Томсон назвал этот код ных или преднамеренных ошибок всего комплекса позволит миними- «Рождественские яйца». при голосовании. Сотрудниками зировать количество ошибок. Все электронные устройства обо- Массачусетского технологическо В 1983 г. Кен Томсон (Ken рудованы часами, что позволяет го института была создана про ELIZA JEWETT Thompson) сообщил, что при ис- при проведении тестирования уста- грамма Безопасные выборы (SAVE), пользовании электронной техни- новить на них время и дату запла- которая воплотила в себе основ ки для проведения выборов можно нированных выборов. Если в про- ные требования по защите дан 64 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ВЫБОРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Бюллетени Голосование через Интернет, с чувствительными элементами Электронное голосование телефон, интерактивное телевидение Впервые использовалась в 1962 г. Впервые использовалась в 1976 г. Впервые использовалась в 2000 г.

Низкий уровень ошибок. Человеческие ошибки при Возможность голосования из дома.

Просты в обращении. заполнении и подсчете исключены. Удобно для инвалидов.

Хороший дизайн Легко воспринимаются. Человеческие ошибки Удобны для инвалидов при подсчете исключены Толстые бюллетени. Плохой дизайн бюллетеней. Низкий уровень программного Требуют осторожного обращения. Низкий уровень программного обеспечения Низкая скорость обработки обеспечения Использование сканеров. Тестирование в различных Создание защищенных сетей Электронная система обработки. режимах. и программ Единый перечень кандидатов Создание защищенных сетей и программ ных. Ученые разработали систему, была обнаружена ошибка. Кроме бирательном участке, когда изоб в которой несколько программ ре- того, злоумышленник может вне- ражение с монитора фиксируется шают одну и ту же задачу, и для сти изменения в программу печати камерой и передается в вычисли того, чтобы нарушить работу, не- бюллетеня. тельный центр в режиме реально обходимо внести изменения в каж- Большинство машин для голо- го времени, также поможет сделать дую из них. совани я оснащены аудиосисте- процедуру проведения выборов бо мой, т.к. звуковая запись хорошо лее безопасной и открытой.

Система контроля защищена от подделок. Выбрав на Рассмотрим особенности систе Критика существующей системы экране дисплея имя кандидата, из- мы, основанной на аудиозаписи.

выборов привела к тому, что было биратель тут же получит звуковое Например, вы хотите проголосо предложено дублировать электрон- сообщение, которое записывает- вать за Рузвельта. Нажимаете со ный бюллетень его бумажной ко- ся на CD-диск, который гораздо ответствующую пометку на эк пией, которую избиратель может компактнее бумажного бюллетеня. ране, где появляются курсор «за»

увидеть через прозрачный экран. Проведение видеосъемки на из- и «против». Индикатор на дисплее У такого технического решения есть как достоинства, так и недо ОБ АВТОРЕ:

статки. Как правило, в США изби рателю приходится голосовать по Тэд Селкер (Ted Selker) возглавляет Калифорнийский технологический различным спискам. Практика по институт и занимается изучением выборных технологий, в том числе его казывает, что лишь единицы гото интересует, как дизайн электронных бюллетеней влияет на поведение вы повторить процедуру заполне избирателей.

ния электронного бюллетеня, если в мире науkи www.FireWooD.net.ru В СУДАХ И В СМИ В последнее время на страницах газет часто проходят дебаты, посвященные электронной системе проведения выборов, а группы противников и сторонников проводят соответствующие акции.

Март Май Американская ассоциация инвалидов Во Флориде Роберт Векслер обратилась в федеральный суд Флориды (Robert Wexler) выступил за запрет с требованием к властям графства электронной системы голосования Дюваль обеспечить возможность слабо в двух графствах.

зрячим избирателям голосовать без Июнь посторонней помощи.

Лига женщин-избирателей, Апрель поддерживавшая в 2003 г.

электронную систему выборов, В штате Мэриленд политические деятели настаивает на необходимости и активисты Движения за контроль над использования бюллетеней на выборами потребовали от местной бумажном носителе.

избирательной комиссии отказаться от использования 16 тыс. машин для Июнь голосования, не оснащенных принтерами для Глава Комиссии по поддержке выборов настаивает на печати бюллетеней. По данным активистов, в ходе усилении мер безопасности.

предварительных выборов некоторые избиратели, получившие бумажные бюллетени, обнаружили, Июль что их голоса не были учтены.

Группа адвокатов из Флориды требует от суда Апрель отменить запрет губернатора проводить ручной В штате Калифорния, возможно, будет наложен подсчет голосов в 15 графствах штата. В ходе запрет на использование 14 тыс. устройств выборов в 2002 г. контрольные списки избирателей для электронного голосования производства были утеряны. Правда, диск с данными был найден Diebold, Inc. Не исключено, что против данной несколько дней спустя.

компании будут возбуждены административное Сентябрь и уголовное дела. Действия администрации штата вызваны тем, что в ходе проверки в четырех В штате Невада бумажные бюллетени будут выдаваться графствах были выявлены факты использования избирателям на всех участках.

несертифицированного программного обеспечения.

показывает, что выбор сделан. Голос тельно, в итоге вы голосуете за ковое сообщение и смотреть на эк из наушника сообщает вам, что вы своего кандидата и переходите ран монитора, чем рассматривать проголосовали за Джефферсона. к следующему этапу. в это время бумажный бюллетень.

Мин у точк у! Оказывается, что Приведенный выше пример отно- Все предложенные меры позволят была нажата не та кнопка. На эк- сится к продвинутым избирателям. усовершенствовать систему голо сования.

В мае 2002 г. в Великобритании Для избирателя проще воспринимать проводился эксперимент, когда звуковое сообщение и смотреть на бюллетени рассылались по почте, избиратели так же могли голосо экран монитора, чем рассматривать вать с помощью мобильного или в это время бумажный бюллетень. домашнего телефона или в интер активном режиме по кабельному телевидению. Используя совре ране монитора вы видите курсор Человек замечает лишь существен- менные телекомму никационные «отмена голосования» и нажима- ные изменения изображения на возмож ности, к выборам было ете на нее. Проведя повторну ю экране монитора. Для избирателя привлечено более 100 тыс. чело процедуру выбора более внима- гораздо проще воспринимать зву- век. Десятизначный ПИН-код был 66 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ПОЛИТИКА доставлен гражданам на дом, а па роль они сами зарегистрировали на сервере избирательной комис сии. В итоге количество участ ников возросло с 28% до 31%.

Наблюдатели не отметили ника ких нарушений.

Однако в Манчестере и Бред форде отмечались случаи прода жи голосов: у некоторых избирате лей на руках оказались бюллетени для предварительного голосова ни я, и они имели возможность продемонстрировать заинтересо ванным лицам результаты своего решения.

У сотрудников избирательных комиссий возникают другие про блемы. Например: если поступает заявление о мошенничестве, нуж но ли в этом слу чае закрывать участок? Кроме того, представите Электронная машина для голосования AccuVote TSX фирмы DieBold ли администрации не имеют права не прошла сертификацию.

знакомиться со сведениями о том, как голосовал тот или иной граж данин.

4. Следует вести учет лиц, рабо- полнена голосованием по каналам Что делать? тающих с документами. Интернета.

В обозримом будущем идеальное 5. При подготовке бюллетеней 7. Необходимо разработать эти устройство для проведения выбо- и разработке устройств для го- ческие нормы для всех граж дан ров вряд ли будет создано. Тем не лосования необходимо учитывать и компаний, принимающих учас менее определенные шаги в этом преж де всего интересы граж дан, тие в выборах.

направлении можно предпринять, которые не должны испытывать а именно: затруднений при выборе канди- Только после того, как будут вы 1. С лед уе т у прос т ит ь сис те- дата. полнены вышеуказанные требова му регистрации избирателей. Так 6. Правительству надлежит вло- ния, мы получим честные выбо как в ходе подготовки к выборам жить средства в программу со- ры, и не важно, какие технические 2000 г. большое количество граж- вершенс т вовани я элек т ронной устройства буду т использованы дан были исключены из списков системы, которая должна быть до- для их проведения.

избирателей из-за ошибок при ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

обработке баз данных, необходи мо разработать единые стандарты Misvotes, Undervotes and Overvotes: The 200 Presidential Election in Florida. Alam и технологии на территории США. Agresti and Bret Presnell in Statistical Science, Vol.17, no.4, pages 436-440;

2002.

При этом следует исключить воз A Better Ballot Box? Rebecca ercuri in IEEE Spectrum, Vol.39, No.10, pages46-50;

можность голосования на разных COURTESY OF DIEBOLD ELECTION SYSTEMS October 2002. Available at избирательных участках.

www.spectrum.leee.org/WEBONLY/publicfeature/oct/evot.html 2. Оборудование для проведения Security Vulnerabilities and Problems with VVPT. Ted Selker and Jon Goler. April выборов необходимо тестировать.

2004. Available at 3. Персона л, обсл у ж ивающий www.vote.caltech.edu/Reports/vtp_wp13.pdf электроник у, дол жен иметь со The Catech/M.I.T.Voting Technology Prugect is at www.vote.caltech.edu;

ответству ющ у ю к ва лификацию the progect”s Jujy 2004 report with recommendations for the 2004 presidential и неук лонно соблюдать правила election is at www.vote.caltech.edu/reports/EAC.pdf на всех этапах подготовки и об О методах проведения выборов: www.sciam.com/ontheweb.

работки бюллетеней.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru БИОТЕХНОЛОГИИ Гэри Стикс УДАСТСЯ ЛИ СОЗДАТЬ генетичесkий выkлючатель?

Полным ходом идут работы по созданию В 1996 г. журнал Worth сообщил, крытию. Оно состоит в том, что совершенно новых что вскоре мы станем свидетелями у клеток есть неизвестный прежде лекарственных появления еще одного гиганта мас- механизм блокирования экспрес штабов Microsoft, и это будет ком- сии генов – РНК-интерференция препаратов, пания Isis Pharmaceuticals. Надо от- (РНКi). Блокирование происходит дать должное, Isis – один из лидеров на уровне трансляции – синтеза прицельно в так называемой антисмысловой белка на кодирующей его мРНК.

выводящих из биотехнологии. Но путь к приме- Механизм вступает в действие, на нению этой методики для лечения пример, в тот момент, когда вирус, строя РНК. онкологических и других заболева- инфицировавший клетку, пытается ний усеян осколками разбившихся перек лючить белок-синтезирую надежд. щий аппарат хозяина на образова И вот недавно появилась много- ние вирусных белков.

обещающая технология блокиро- В 1998 г. Эндрю Файер (Andrew вания генов. «В течение четверти Z. Fire) из медицинской школы века в заявках на получение гран- Стэнф ордского у н и верси те т а тов я писал, что последующие и Крейг Мелло (Craig C. Mello) из пять лет собираюсь посвятить со- Массачусетского университета об зданию нового метода инактива- наружили, что введение круглому ции генов в клетках млекопита- червю небольших количеств двухце ющих in vitro, – говорит Филип почечной РНК (дцРНК), кодируемой Шарп (Phillip A. Sharp), директор определенным геном, полностью Института Макговерна по исследо- выключает экспрессию последне ванию мозга при Массачусетском го. А в 2001 г. Томас Тушл (Thomas технологическом институте. – Но Tuschl) из Рокфеллеровского уни всякий раз новый способ оказы- верситета показал, что укорочен вался настолько неуклюжим и не- ные версии дцРНК (siРНК, от англ.

лепым, что его практическое при- short interfering RNA) заставляют менение было нереально». «замолчать» гены-мишени в клет Сегодня все внимание Шарпа, по- ках млекопитающих в культуре.

лучившего в 1993 г. Нобелевскую И даже если надежды ученых на премию по физиологии и меди- применение новой методики не цине, приковано к недавнему от- оправдаются, совершенно оче 68 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru БИОТЕХНОЛОГИИ видно, что некоторых ее созда- в этой области, другие проводят созданием siРНК-препаратов, он на телей ожидает высшая нау чная эксперименты с siРНК на коммер- чал вовсе не с ученых, а с юристов.

награда – Нобелевская премия. ческой основе. Небольшая часть «Четверо из пяти должны занимать «Открытие феномена РНК-интер- фирм сосредоточилась на медицин- ся проблемами интеллектуальной ференции чрезвычайно важно не ских аспектах siРНК-технологий. собственности, и только один – только для медицины, но и для био- В создании одной из них в 2002 г. наукой», – считает Мараганоре. Он логии в целом», – замечает Шарп принимали участие отцы-основа- убежден, что финансовый успех за (см. «Геномные цензоры», «В мире тели новой отрасли Тушл, Шарп висит от юридических тонкостей науки», №11, 2003 г.). и Дэвид Бартел (David P. Bartel) из не меньше, чем от научных ухищ Но насколько siРНК отличаются Массачусетского технологического рений.

от антисмысловых РНК? На пер- института. Речь идет об Alnylam Шумиха, поднятая вокруг РНКi, вый взгляд различие невелико. Pharmaceuticals (в переводе с араб- помогла найти деньги. Сегодня ка Антисмысловые РНК – это полинук- ского Alnylam означает «нитка жем- питализация компании составля леотидные цепочки, полученные чуга», так называется яркая звез- ет $85 млн. – сумма, достаточная искусственным путем. Они связы- да в созвездии Ориона). На столь для работы в течение двух лет. За ваются с мРНК, которые содержат экзотическом названии настоял это время предполагается создать комплементарные им последова- профессор молекулярной биоло- препарат и начать его клинические тельности, что приводит к блоки- гии и химии в Исследовательском испытания.

рованию экспрессии соответству- Океанографическом инстит у те Успех или неудача во многом за ющих генов. siРНК тоже заставляет Скриппса Пол Шимме л (Paul висят от того, удастся ли доставлять ген замолчать и использует для R. Schimmel). По его словам, такое siРНК в клетки-мишени и обеспечи этого комплементарное спаривание название будет нелегко запомнить, вать их защиту от клеточных фер с РНК. Происходит это следующим но и сложно забыть. ментов. siРНК должны находиться образом: в клетке siРНК переходит «Звездная команда» была гото- в клетке достаточно долго, чтобы в одноцепочечную форму, и одна ва приступить к делу. Но, когда выполнить свою миссию – найти из цепей (антисмысловая) включа- исполнительный директор ком- специфические мРНК и связаться ется в состав белкового комплекса, пании Джон Мараганоре (John с ними. Те же проблемы возника в результате – образуется РНК-инду- M. Maraganore) стал подыскивать лю- ли при работе с антисмысловыми цированный сайленсинг-комплекс дей, которые реально занялись бы РНК. Alnylam сразу же отбросила (RISC, от англ. RNA-induced silencing complex). RISC связывается с мРНК, Связывание матричной РНК (длинная цепь с зубьями) с комплементарной РНК комплементарной антисмысловой в составе белкового комплекса (короткая цепь).

цепи в составе комплекса, и особый фермент разрезает мРНК.

Однако в отличие от анти смысловых РНК, которыми уче ные занимались последние 15 лет, siРНК – инструмент многоразового использования. Они связываются все с новыми и новыми молекула ми специфической мРНК, каждый раз выводя их из строя. «Потенциал siРНК в 100, а то и в 1000 раз боль ше, чем у антисмысловых РНК», – говорит Д жуди Либерман (Judy Lieberman), ведущий специалист Института биомедицинских иссле дований в Бостоне.

Сегодн я с si РНК-тех нологи ями связана деятельность более 100 компаний. Половина из них ELIZA JEWETT занимается поставкой на рынок химикатов и новых технологий, необходимых для исследований в мире науkи www.FireWooD.net.ru БИОТЕХНОЛОГИИ метод векторной доставки (напри- siРНК длиной в 21 нуклеотидную ту Isis и заверил его в намерении мер, с помощью вирусов), когда пару in vitro. сохранять дружественные отноше фрагмент ДНК вводится не прос- Причины, по которым выбор пал ния с разработчиками «антисмыс то в клетку, а в клеточное ядро, и именно на этот способ, были весьма ловых» технологий, и они догово синтезируемая на нем РНК влияет необычного свойства. Alnylam пе- рились о сотрудничестве. Alnylam на экспрессию. Проблемы в этом реманила одного из руководителей должна была заплатить Isis $5 млн.

случае возникали с адресностью администрации фирмы Isis, пред- за использование запатентованных доставки и с повышенным риском ложив ему пост вице-президента ею химических методов доставки побочных эффектов. Было реше- отдела по разработке препарата. и стабилизации РНК. Isis, в свою но синтезировать двухцепочечные Мараганоре позвонил президен- очередь, инвестировала в Alnylam СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО «ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ»

Нуклеотиды 1 С помощью компьютера iРНК конструируют короткую (siРНК), специфичную в отношении 2 Синтезируют in vitro конкретного гена в геномной ДНК двухцепочечную siРНК ДНК Липофильная siРНК группа 3 Модифицируют siРНК, с тем Ген-мишень чтобы она не разрушалась в клетке. Присоединяют к молекуле липофильную группу, облегчающую проникновение в клетку Модифицированные нуклеотиды Компьютер РНК-индуцированный а сайленсинг-комплекс siРНК Модифицированный сахарофосфатный остов б в Антисмысловая цепь siРНК мРНК-мишень Разрушение мРНК 4 В(антисмысловая)siРНК разделяются, и одна из них клетке (а) цепи связывается с белковой структурой с образованием РНК-индуцированного сайленсинг г комплекса (б). РНК в составе комплекса спаривается в клетке с комплементарной мРНК (в) и блокирует синтез белка, который эта РНК кодирует (г).

КЛЕТКА TAMI TOLPA ДНК Ядро 70 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru БИОТЕХНОЛОГИИ КОМПАНИИ, ЗАНИМАЮЩИЕСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМИ СРЕДСТВАМИ НА ОСНОВЕ РНК $10 млн., тем самым гарантировав КОМПАНИЯ ЗАБОЛЕВАНИЯ/СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ себе получение прибыли от продаж Acuity Pharmaceuticals Возрастная макулодистрофия, siРНК-продуктов.

Филадельфия диабетическая ретинопатия Стратегия разработки siРНК-пре Alnylam Возрастная мышечная дистрофия, болезнь паратов в общих чертах повторяет Pharmaceuticals Паркинсона, в перспективе – рак, нарушение ту, что использовалась создателя- Кей мбридж, шт. метаболизма, аутоиммунные заболевания ми «антисмысловых» продуктов. Массачусетс Единственным средством такого Atugen Рак эпителиальной ткани, нарушение Берлин метаболизма, системное применение.

рода, получившим одобрение FDA, Глазные и кожные заболевания, местное стал витравен (vitravene) компании применение Isis, предназначенный для лече Benitec Гепатит С, в перспективе – рак, аутоиммунные ния заболевания глаз, от которого Квинсленд, Австралия заболевания, вирусные инфекции. Генная страдают ВИЧ-инфицированные.

терапия Лекарство инъецируют непосред CytRx Амиотрофический боковой склероз, ственно в глаз, так что активное ве Лос–Анджелес цитомегаловирусные инфекции, ожирение, щество концентрируется в нужном диабет 2–го типа месте и не воздействует на другие Intradigm Рак органы и ткани. Однако рынок сбы- Роквилл, шт. Мэриленд та для витравена исчез, поскольку Nucleonics Гепатит В, в перспективе — рак, появились методы борьбы с цитоме- Пенсильвания воспалительные процессы, вирусные инфекции. Генная терапия галовирусной инфекцией (она и бы ла причиной поражения сетчатки Sirna Therapeutics Возрастная макулодистрофия, гепатит Боулдер, Колорадо С, в перспективе — рак, нарушение у ВИЧ-больных).

метаболизма, воспалительные заболевания, Возможно, со временем короткие заболевания центральной нервной системы РНК можно будет вводить в крово ток и лечить системные заболева ния. Но пока события развивают ся по старому сценарию: в августе к слепоте одной из подопытных онкологических заболеваний, бо заявку на проведение клинических обезьян (возможно, вследствие пере- лезни Гентингтона и т.д.

испытаний направила фирма Acuity дозировки). Другое лекарство оказа- Однако неизвестно, не вызовет ли Pharmaceuticals из Филадельфии, ко- лось неэффективным при лечении siРНК нежелательных иммунных ре торая занимается разработкой пре- рака молочной железы на поздней акций в организме и не блокирует парата, предназначенного для лече- стадии. В результате компания ока- ли лишние гены. Пока же ажиотаж ния возрастной макулодистрофии. залась под угрозой банкротства. вокруг РНКi-технологий не спадает.

С заявкой в FDA собирается об- В это время в печати появилась «Если то, что проделано с клетками ратиться также Sirna Therapeutics научная работа Тушла о подав- млекопитающих в культуре, удаст из Колорадо, и произойдет это лении экспрессии генов в к лет- ся повторить на уровне целого ор на полгода раньше, чем это сде- ках млекопитающих в культуре ганизма, мы получим уникальный лает Alnylam. В отличие от пос- с помощью siРНК. Тогда Ribozyme метод создания лекарственных пре ледней, Sirna – не новорожденная Pharmaceuticals решила «сменить паратов, – говорит Мараганоре. – компания, а продукт «перевопло- вывеску», превратившись в Sirna Осуществится заветная мечта, мож щения» другой фирмы – Ribozyme Therapeutics, и использовать те но будет прицельно выводить из Pharmaceuticals, которая десять лет химические методы, с помощью строя нужные гены».

пыталась создать препараты на которых она доставляла в клетки За рекордно короткий срок РНКi основе РНК. Рибозимы – это РНК, и стабилизировала рибозимы, в ана- стала незаменимым инструмен обладающие ферментативной ак- логичных целях, но уже примени- том для исследователей. Но судить тивностью, которые можно исполь- тельно к siРНК. Руководство фирмы о возможности ее применения в ме зовать для расщепления мРНК с тем, заявило, что единичная доза siРНК дицине можно будет только через чтобы сделать невозможным синтез сохраняет активность в организ- несколько лет, когда пройдут пер соответствующих белков. Но, как и в ме животного в течение 22 суток. вые клинические испытания и мы ситуации с антисмысловыми РНК, Это принесло компании новые убедимся в том, что простая инъек потенциал рибозимов вызывает сом- инвестиции – $72 млн. Теперь она ция siРНК заставляет замолчать ген, нения. Препарат, предназначенный планирует заняться разработкой ассоциированный с конкретным для лечения гепатита С, привел препаратов для лечения гепатита, заболеванием.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru Алексей Фридман ИЗ ЖИЗНИ спиральных галаkтиk Млечный путь, который мы видим в безлунную ясную ночь, есть малая область самой большой волны, которую человек способен разглядеть невооруженным глазом.

Нв фото туманность Андромеды. Примерно так выглядела бы наша галактика со стороны www.FireWooD.net.ru АСТРОНОМИЯ Более 2/3 видимой массы Мета- Одним из выдающихся откры галактики содержится в галактиках, тий ХХ в. стало понимание того, что своеобразных «кирпичиках» миро- Млечный путь, который мы видим здания, около 70% которых – спи- в безлунную ясную ночь, есть ма ральные. Поэтому каж дое новое лая область самой большой волны, открытие в этих астрономических которую человек способен разгля объектах существенно расширяет деть невооруженным глазом. Так Разрешив наши представления о физической разрешился основной парадокс спи природе как имеющихся в Мета- ральной структуры. Суть его в том, основной галактике структур, так и действую- что галактические диски, в которых парадокс щих в них силах. наблюдаются спиральные структуры, вращаются дифференциально, а не спиральной Волновая концепция как твердое тело, т.е. угловая скорость структуры, Более полутора столетий назад вращения не является постоянной, (1845 г.) лорд Росс открыл спираль- а уменьшается от центра диска к его современная ные рукава галактик. Данное событие периферии. Это означает, что спи сразу привлекло внимание многих ральные рукава, представляющие со наука, однако, астрономов к этим динамичным и за- бой области повышенной концентра до сих пор гадочным структурам. Последующие ции (в несколько раз превышающей 3/4 века ученые делали безуспешные концентрацию фона) ионизованно не дала попытки дать объяснение их про- го и молекулярного газа и молодых исчерпывающего исхождению, что заставило выдаю- звезд, должны были бы вовлекаться щегося английского астрофизика в дифференциальное вращение, ответа на вопрос Джеймса Джинса печально заявить, постепенно увеличивая свою длину.

что «в спиральных туманностях В результате изначально повышен о происхождении действуют совершенно неизвестные ная концентрация плотности вещес спиральных нам силы, которые только и способ- тва в рукавах со временем должна бы ны объяснить неудачу при попытках уменьшаться и через несколько обо рукавов. понять происхождение спиральных ротов сравниться с фоном. Поскольку ветвей...». галактические диски за время своего Прошло еще четверть века, пре- существования совершают от десятка жде чем многолетние исследования до сотни оборотов (в зависимости от другого крупного ученого, Бертиля того, идет ли речь о периферийной Линдблада, асимметрии в распределе- или центральной части диска), их нии скоростей звезд в нашей Галактике спиральные рукава невозможно было привели его в 1926 г. к представле- бы наблюдать.


нию о различных «подсистемах» Концепция Линдблада о спираль Галактики, имеющих примерно оди- ных рукавах как волновых образо наковые диаметры в галактической ваниях, вращающихся твердотельно плоскости, вращающихся с одина- и, следовательно, не подверженных ковыми скоростями и характеризую- растяжению в дифференциально щихся разной степенью сплющеннос- вращающемся диске, разрешила это ти. Позднее было установлено, что противоречие. Более того, волновая наибольлшим моментом вращения концепция стимулировала бурное обладают два диска – газовый и звезд- развитие галактической динамики ный, где наблюдаются спиральные ру- и внегалактической астрономии.

кава. Тот факт, что спиральные рукава Солитоны находятся во вращающихся дисках галактик, дал возможность Линдбладу По мере развития технических воз сделать последний решающий шаг можностей наблюдательной астро к разгадке происхождения спираль- номии обнаруживались новые осо ных рукавов. Ученый впервые сделал бенности спиральной структуры, не предположение о том, что они имеют находившие объяснения в рамках те волновую природу. ории волн плотности, существенно в мире науkи www.FireWooD.net.ru АСТРОНОМИЯ стей спиральных галактик сыграло определение их кривых вращения и наличие в некоторых из них скач ков скорости. Это подтолкнуло уче ных к созданию гравигидродина мической обобщенной концепции спиральной структуры. Кроме сил самогравитации диска она учиты вает так же градиенты плотности и скорости. Проведенные россий –180 –90 0 90 скими специалистами детальные а б исследования кривых вращения спиральных галактик показали, Рис. 1. Солитоны огибающей: а) Их вид, описываемый нелинейной теорией что не менее чем в половине из них (1977, 1979 гг.);

б) Аналогичный вид – карта поверхностной плотности спиральных наблюдаются скачки скорости на рукавов галактики NGC 1365, полученная в диапазоне 21 см с хорошим кривых вращения, которых доста разрешением. точно, чтобы вызвать гидродина мическую неустойчивость в диске, ведущую к генерации спиральных разработанной такими известными ших к нам гигантских спиральных рукавов. Доказанная тож дествен астрофизиками, как Ц. Лин, Ф. Шу, галактик ( рис. 1б ). Таким образом, ность динамических уравнений га А. Калнайс, А.и Ю. Тоомре, Д. Линден- открытие новой структуры подтвер- лактического самогравитирующего Белл и др. Причина прежде всего дило представления о солитонной диска и вращающейся мелкой воды состояла в том, что они развивали, природе спиральных рукавов. послужила основой для моделиро в основном, линейную теорию волн вания процесса генерации спираль Гидродинамическая плотности. В то же время наблю- ных волн плотности на настольной неустойчивость в диске дения показывали, что плотность экспериментальной установке. Ее вещества в рукавах в несколько раз Разрешив основной парадокс спи- схема показана на рис. 2а. Две неза превосходит плотность фона. Таким ральной структуры и объяснив мно- висимо вращающиеся части установ образом, возникла необходимость гие связанные с ней данные, совре- ки – «ядро» (1) и «периферия» (2) – создания нелинейной теории волн менная наука, однако, до сих пор не создают скачок скорости вращения плотности, простейший вариант ко- дала исчерпывающего ответа на воп- мелкой воды (3), аналогичный на торой привел к качественно новой трактовке, описывающей спираль Лабораторный эксперимент позволил ные рукава как солитоны огибающей ( рис. 1а). Многочисленные наблю предсказать существование новых дения доказали их поразительную структур в спиральных галактиках – устойчивость при распространении в различных неоднородных средах.

гигантских антициклонов.

Сохранение спиральных рукавов на протяжении многих оборотов диска, т.е. в течение продолжительных ди намических времен в дифференци- рос о происхождении спиральных блюдаемому в спиральных галакти ально вращающейся неоднородной рукавов. Очевидно, что причиной ках ( рис. 2б ). Кроме всевозможных по плотности системе, вполне есте- их возникновения является некая спиральных рукавов ( рис. 2в), мно ственно, если считать рукава солито- неустойчивость диска. Однако если гообразие которых связано с раз нами огибающей. Это подразумевает это так, то она должна вызывать воз- личной величиной относительного Corbis/РФГ (precending pages) наличие внутри них короткоперио- мущение не только поверхностной скачка скорости вращения, между дической осцилляторной структу- плотности (т.е. те самые рукава), но и ними были обнаружены антицикло ры. Спустя 24 года после разработ- других параметров диска, например, ны ( рис. 2г). Их центры находятся ки нелинейной теории спиральных скорости. Однако до сих пор ниче- как раз в области скачка скорости.

рукавов такая структура была обна- го подобного не было обнаружено. Так лабораторный эксперимент поз ружена в спиральных рукавах галак- Немаловажную роль в решении воп- волил предсказать существование тики NGC 1365 – одной из ближай- роса о структурах в полях скоро- новых структур в спиральных га 74 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СПИРАЛЬНЫЕ ВОЛНЫ ПЛОТНОСТИ Рис. 2. СХЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЦИИ лактиках – гигантских антицикло СПИРАЛЬНЫХ ВОЛН ПЛОТНОСТИ нов (их размеры всего лишь в 2 раза меньше радиального протяжения а) Две независимо спиральных рукавов).

вращающиеся части установки – «ядро» (1) Спирально-вихревые и «периферия» (2) – структуры создают скачок скорости вращения мелкой воды (3).

Последующие годы были посвяще а ны поиску удобной для наблюдения галактики с относительно большим б) Качественно совпадающие скачком скорости. Семь лет спус кривые вращения для мелкой тя после предсказания гигантских воды и галактического диска:

антициклонов в галактиках были сплошной линией обозначена открыты вихревые структуры. Они азимутальная скорость V, пунктиром – угловая скорость.

были обнаружены в поле скоростей спиральной галактики Mrk 1040, б имеющей большой скачок скоро сти на кривой вращения ( рис. 3а).

в г Антициклоны располагались между спиральными ветвями, а их цент ры – в окрестности скачка скорости ( рис. 3б) в точном соответствии с мо дельным экспериментом на вращаю щейся мелкой воде ( рис. 2).

Дальнейшие теоретические иссле г) Антициклон.

в) Всевозможные спиральные рукава, многообразие дования показали, что антициклоны которых связано с различной величиной вместе со спиралями составляют относительного скачка скорости вращения.

единую спирально-вихревую струк туру вне зависимости от вида кривой вращения и типа неустойчивости, их ная в системе координат, связанной галактики, если измеряется лишь породившей. Это означает, что анти- с коротацией. В любой другой сис- одна компонента скорости вдоль циклоны должны присутствовать теме координат она не стационарна, луча зрения по доплеровскому сме также в галактиках с гладкой кривой и разделение траекторий с захва- щению спектральных линий? Чтобы вращения. ченными облаками в антициклоне ответить на эти вопросы, российс Поиск антициклонов в галакти- и траекторий с пролетными обла- кие ученые разработали метод ре ках с профилем вращения без ка- ками проблематично. Другими сло- шения некорректной задачи – опре ких-либо особенностей (а таких вами, в любой системе координат, не деления трех компонент скорости почти половина) весьма затруднен. связанной с коротацией, выделить газового диска, располагая данны Действительно, скачок на профиле антициклоны в настоящее время не ми измеренного поля лишь одной скорости вращения является мес- представляется возможным. составляющей – лучевой скорости.

том не только локализации центров Как известно, решение любой не Решение некорректной вихрей, но и расположения корота- корректной задачи невозможно без задачи ционной окружности, где скорость введения некоторых дополнитель спирального узора совпадает со Как определить коротационную ных предположений. Достоверность скоростью галактического диска. окружность в галактиках с гладкой решения резко повышается, если Следовательно, со скачком скоро- кривой вращения? Как выделить адекватность используемых пред сти связана система координат, от- вихревые линии тока в плоскости положений удае тся доказать носительно которой спиральные рукава остаются неподвижными, ОБ АВТОРЕ:

а антициклоны – стационарными.

Сепаратриса, отделяющая антицик Фридман Алексей Максимович, академик РАН, профессор МГУ и МФТИ, лауре лон с «захваченными» газовыми обла ат Государственных премий СССР и РФ. В настоящее время А.М. Фридман руко ками от других «пролетных» облаков, водит отделом физики звездных и планетных систем Института астрономии РАН.

также расценивается как стационар в мире науkи www.FireWooD.net.ru АСТРОНОМИЯ Лучевые скорости, км/с –100 –50 0 50 10 кпк а б Рис. 3. Галактика Mrk 1040 со скачком скорости на кривой вращения, где впервые были обнаружены гигантские антициклоны:

а) Усредненная по азимуту кривая вращения со скачком скорости. Точки – точки наблюдения вдоль линии узлов (т.е. линии пере сечения плоскости галактики к плоскости неба, перпендикулярной лучу зрения);

б) Распределение лучевых скоростей (вдоль луча зрения). Синий цвет означает движение к нам, красный – от нас. Более насыщенный цвет соответствует большей величине ско рости. Проведенные сплошными линиями спирали соответствуют максимумам плотности спиральных рукавов. Обнаруженные антициклоны между спиральными рукавами обозначены эллипсами со стрелкой, указывающей направление вращения вихря.


МЕТОД РЕШЕНИЯ НЕКОРРЕКТНОЙ ЗАДАЧИ путем анализа данных наблюдений.

(Изложение метода решения некор Суть метода такова. Требуется определить пять составляющих поля скоро стей: системную скорость Vсис – скорость центра масс галактики, скорость ректной задачи см. врез слева.) вращения диска Vвр, и три компоненты скорости диска в волне плотности:

Vr, V, Vz – так называемые возмущенные скорости. Нетрудно найти связь Параметры волны этих пяти скоростей с измеряемой скоростью вдоль луча зрения Vизм :

В то время как использование гид Vизм = Vсис + (Vr sin + Vвр + V cos ) sin i + Vz cos i (1) родинамических уравнений для описания динамики газовых галак Здесь – азимутальный угол, r – радиус в галактоцентрической системе координат, i – угол наклона плоскости галактики к плоскости неба (перпен- тических дисков представляется дикулярной лучу зрения). заведомо оправданным, прибли Возмущенные скорости Vr, V, Vz заметно меньше скорости вращения женное описание параметров вол Vвр, и их симметрия определяется формой спирального узора (в дальней ны в виде (2) требует отдельного шем ограничимся рассмотрением двухрукавных галактик, составляющих обоснования. Для его подтвержде подавляющее большинство подобных образований с регулярной спираль ной структурой). Это обстоятельство позволяет представить возмущенные ния специалистами было предложе скорости в виде: но несколько наблюдательных тес Vr (r, ) = C r(r) cos (2 – F r(r) ), тов, самый простой и естественный из которых состоит в проверке пре V(r, ) = C (r) cos (2 – F (r) ), (2) обладания второй гармоники в Фу Vz (r, ) = Cz (r) cos (2 – F z (r) ).

рье-спектре возмущенной плотно Представление возмущенных функций в упрощенном виде есть первое сти диска и первых трех гармоник предположение, необходимое для решения данной некорректной задачи.

в Фурье-спектре возмущенной лу Ниже будут представлены аргументы в пользу справедливости такого приближения для реальных галактик. чевой скорости (напомним, что при Подставляя выражение (2) в соотношение (1), получим разложение из- подстановке (2) в (1), мы приходим меряемой скорости Vизм в ряд Фурье по азимутальному углу, содержащее к Фурье-разложению функции Vизм, гармоники от нулевой до третьей включительно. Разложив известную из содержащему только гармоники до наблюдений лучевую скорость Vизм в ряд Фурье, определяем коэффициен третьей включительно).

ты Фурье вплоть до третьей гармоники включительно. Их оказывается семь:

a 0, a1, b1, a 2, b2, a 3, b3, где a i – коэффициенты при cos, а b i – коэффициенты В качестве примера приведем не при sin. которые результаты, полученные Для определения восьми неизвестных функций: Vсис, Vвр, C r, F r, C, F, при восстановлении описанным ме Cz, F z, требуется еще одно соотношение между ними. В качестве дополни тодом поля скоростей газового дис тельного уравнения используется какое-либо из гидродинамических урав ка спиральной галактики NGC 157 из нений, связывающее различные параметры волны плотности между собой, и в этом состоит второе (и последнее) предположение, необходимое для измеренного поля лучевой скорости решения некорректной задачи. этого диска.

76 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru АСТРОНОМИЯ Циклоны и антициклоны *$ %!!!

)$ На рис. 4а показан спектр Фурье воз $!!!

мущенной поверхностной плотно /3;

91:;

3@ !46 #;

" ($,075. сти, а на рис. 4б – возмущенной лу- '$ чевой скорости. Явное преобладание #!!!

&$ второй гармоники в первом случае %$ и первых трех гармоник во втором "!!!

служит веским аргументом в пользу $ % & ' ( ) * +, корректности используемого мето-.236=05?781 3;

!

а б да. На рис. 5а показано векторное " # $ % & ' ( ) * +/0298-1;

34. : поле скоростей в плоскости газового Рис. 4. Фурье-спектры возмущенных поверхностей плотности (а) и лучевой диска NGC 157 в системе координат, скорости (б).

вращающейся вместе со спираль ным узором. Между спиральными рукавами хорошо видны вихревые структуры. Поскольку газ в них вра- полное векторное поле скоростей ее собой звездные эллипсоиды, наблю щается против движения галактики газового диска в системе координат дающиеся в центральных областях в лабораторной системе координат, спирального узора, ученые на осно- более чем половины спиральных направление которого (против часо- вании проведенных расчетов обна- галактик. Как и спиральные рука вой стрелки) видно по центральной ружили гигантские циклоны как раз ва, центральными частями которых части диска, эти вихри называют- в тех областях диска, где и ожидали они, видимо, чаще всего и являют ся антициклонами. Центры вихрей ( рис. 6б, где длинная кривая, состо- ся, бары вращаются твердотельно находятся в окрестности коротаци- ящая из кружков со звездочками, со- в плоскости галактического диска.

ответствует max, сплошной круг – онной окружности в соответствии Бары могут быть двух типов: быстрые с теоретическими выкладками и ла- коротационная окружность). и медленные. Вероятнее всего быст бораторным моделированием. рые бары образуются в результате Центральные перемычки Описанным методом были вос- так называемой бар-неустойчивос становлены поля скоростей десятка Истори я изу чени я спира льной ти диска, в котором звезды движут галактик, имеющих регулярную спи- структуры галактик тесно связана ся по орбитам, близким к круговым.

ральную структуру, и во всех случаях с исследованиями еще одного типа Возникающий в этом случае бар вра обнаружены гигантские антицикло- галактических структур – так на- щается примерно с той же скоростью, ны ( рис. 5б ). зываемых центральных перемычек, что и галактический диск у его кон Дальнейшие теоретические иссле- или баров. Последние представляют цов. Альтернативная возможность дования полей скоростей газовых дисков показали, что при достаточ Рис. 5. Гигантские антициклоны в системе координат, вращающейся вместе со но высокой амплитуде спиральной спиральным узором: а) Галактика NGC 157 ;

б) Галактика NGC волны плотности в них помимо антициклонов могут существовать а б и циклоны. Если антициклоны на ходятся между спиральными рукава- )&$$ ми, то циклоны, согласно расчетам, +'$ должны располагаться в области *+4,5563920/ 36 8/264, !5/1#.7-0" ()3+4452*1/. 25 7.153+ !4.0# -6,/" спиральных рукавов ( рис. 6а, где )%$$ А – антициклон, С – циклон, max, min, 0() – линии максимумов, ми $ нимумов и нулевой величины возму- $ щенной поверхностной плотности диска соответственно. Например, %$$ линия min проходит меж ду спи '$ ральными рукавами, max – на греб не спиральных рукавов и т.д., а пун &$$ ктирная окружность проведена на коротации). Выбрав спиральную )&$$ )%$$ $ %$$ &$$ +($ +&$ +%$ $ %$ & $ ($ галактику NGC 3631 и восстановив )+4,5563920/ 36 8/264, !5/1#.7-0" ')3+4452*1/. 25 7.153+ !4.0# -6,/" в мире науkи www.FireWooD.net.ru АСТРОНОМИЯ %!

орбит. В результате он вращается 0 () Cext значительно медленнее скорости $!

min вращения самих звезд и скорости max вращения диска в области концов Cint #!

бара. Условие существования медлен A 0 () ного бара, совпадающее с условием "!

0 () A границы неустойчивости радиаль ! ных орбит, было определено англий Cint max ским астрофизиком Линден-Беллом max "!

в 1979 г. Внешнее проявление баров Cext обоих типов может быть весьма схо 0 () #!

а жим, несмотря на разные механизмы их возникновения. До недавнего вре $!

мени вопрос о существовании мед б ленных баров в галактиках оставался %!

%! $! #! "! ! "! #! $! %!

открытым. Решение этой проблемы Рис. 6. Циклоны и антициклоны в полях скоростей газовых дисков: основано на исследовании отклика а) А – антициклон, С – циклон, max, min, 0() – линии максимумов, минимумов и диска на гравитационный потенци нулевой величины возмущенной поверхностной плотности диска, соответствен- ал бара. В быстром баре отклик име но. Например, линия min проходит между спиральными рукавами, max – на ет вид отстающих (вращающихся гребне спиральных рукавов и т.д., а пунктирная окружность проведена на коро- концами назад) спиральных ветвей, тации;

б) Длинная кривая, состоящая из кружков со звездочками, соответствует сходных с обычными отстающи max, сплошной круг – коротационная окружность. ми рукавами спиральных галактик.

Медленный бар вызывает менее состоит в формировании медленного бара из звездной системы с преобла *%& данием вытянутых в радиальном на правлении орбит. Последняя может быть естественным результатом кол *%$ лапса центральной части протога ()3+445281/. 25 7.153+ !4.0# -6,/" лактики, когда основная часть потен циальной гравитационной энергии *& переходит в кинетическую энергию преимущественно радиального дви а жения звезд. Такая звездная система имеет тенденцию к транформации $ из сферической в эллиптическую, поскольку малые трансверсальные скорости не могут препятствовать & взаимному притяжению и сближе нию звезд (точнее, вытянутых звез дных орбит). Описанный процесс %$ составляет суть неустойчивости ра диальных орбит, впервые исследо ванный В. Поляченко и И. Шухманом б в 1972 г. %& *%& *%$ *& $ & %$ %& Неустойчивость радиальных ')3+445281/. 25 7.153+ !4.0# -6,/" орбит Рис. 7. Медленные бары галактик: а) Структура отклика медленного бара, Развитие неустойчивости радиаль состоящая из лидирующей спирали (у концов бара) и отстающей спирали ных орбит приводит к формиро (теория);

б) Аналогичный отклик медленного бара в центральной части ванию медленного бара, вращение спиральной галактики NGC 157.

которого обусловлено прецессией 78 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ХРОНОЛОГИЯ ПРЕДСКАЗАНИЯ И ОТКРЫТИЯ НОВЫХ СТРУКТУР тривиальную структуру отк лика, В СПИРАЛЬНЫХ ГАЛАКТИКАХ которая впервые была определена Предсказание осцилляторной Михайловский А.

Б., Петвиашвили В.И., В. Поляченко в 1994 г. ( рис. 7а). Она структуры спиральных рукавов & Фридман А.М. – СССР, 1977, состоит из отходящей от концов бара Открытие осцилляторной Фридман А.М., Хоружий О.В., Минин В.А., туго закрученной лидирующей (вра- структуры спиральных рукавов Поляченко Е.В., Поляченко В.Л., Засов А.В., щающейся концами вперед) спирали, Сильченко О.К., Афанасьев В.Л., Додонов С.Н., Моисеев А.В. – Россия, Булестекс Ж. – Франция, которая в узкой радиальной области Кнапен Дж.– Великобритания, диска совершает, как правило, поло- Предсказание гигантских вихрей Фридман А.М., Незлин М.В., Снежкин Е.Н., вину оборота до резкого перехода Трубников А.С., Поляченко В.Л. – СССР, в основные отстающие спиральные Открытие антициклонов Афанасьев В.Л., Фридман А.М. – в галактиках со скачками Россия, ветви.

скорости В 2000 г., в ходе анализа результа- Открытие антициклонов в Фридман А.М., Хоружий О.В., Ляхович В.В.,Засов тов наблюдений спиральной галак- галактиках с плавной кривой А.В., Сильченко О.К., Афанасьев В.Л., вращения Додонов С.Н. – Россия, Булестекс Ж. – Франция, тики NGC 157, в центральной части ее диска была обнаружена именно такая Открытие циклонов Фридман А.М., Хоружий О.В., Поляченко Е.В., структура, которую можно было про- Засов А.В., Сильченко О.К., Афанасьев В.Л., Додонов С.Н., Моисеев А.В. – Россия, следить по линиям максимальных Открытие неустойчивости Поляченко В.Л., Шухман И.Г. – СССР, значений второй гармоники рас радиальных орбит пределения поверхностной яркости Предсказание медленных баров Линден-Белл Д. – Великобритания, в различных диапазонах длин волн Расчет форм отклика Поляченко В.Л. – Россия, ( рис. 7б ). Так было впервые доказа- галактического диска на гравитационный потенциал бара но существование медленных баров Открытие медленных баров Фридман А.М., Хоружий О.В. – Россия, в реальных галактиках и подтверж дены сделанные ранее нетривиаль ные теоретические предсказания.

Расширяя границы познания по значимости ничуть не уступают ся распределением циклонов и ан В астрономии пока неизвестны обнаружению спиральных рукавов тицик лонов, динамика галактики случаи, когда открытия делались галактик. Однако если последние характеризуется ее вихревой струк бы на основании результатов ла- не несут почти никакой информа- турой.

бораторного моделирования с по- ции о динамике диска, в котором Описанный выше метод восста мощью специально разработанной они образовались, то расположение новления полного трехкомпонен экспериментальной установки. Все вихрей указывает как на местополо- тного поля л у чевых скоростей из однокомпонентного поля лу чевой скорости, использующий Так же как состояние атмосферы естественные для данной задачи два дополнительных предполо в значительной степени определяется жения, применим для решения некорректных задач, постоянно распределением циклонов и антициклонов, встречающихся в науке и технике.

динамика галактики характеризуется Наконец, многолетняя работа уче ных над обнаружением предска ее вихревой структурой. занных структур стимулировала мощное развитие техники наблю дений. В частности, описанные описанные выше структуры обла- жение основного, коротационного выше исследования потребовали дают совершенно иной физической резонанса галактики, так и на меха- перехода к бесщелевой спектроско природой, чем все известные до сих низм неустойчивости, породивший пии и способствовали созданию на пор. Именно поэтому работы в этой спира льно-вихреву ю стру кт у ру. БТА, крупнейшем в Европе телеско области существенно расширяют Таким образом, можно сказать, что пе, современного измерительного границы познания динамических гигантские вихри являются «дина- комплекса на основе сканирующего процессов, протекающих в спираль- мическим портретом» галактики. интерферометра Фабри-Перо и па ных галактиках. Такие открытия, И также как состояние атмосферы в кетов обрабатывающих программ как, например, гигантские вихри, значительной степени определяет- к нему.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru энергия БУДУЩЕГО www.FireWooD.net.ru ОЧЕВИДНОЕ–НЕВЕРОЯТНОЕ Согласно древнегреческой мифоло- В 1921 г. Страна Советов выдвинула гии, Прометей похитил у богов огонь, лозунг электрификации всей стра чтобы отдать его людям. Человечество ны. Таким образом, впервые в исто славило своего героя, принесше- рии крупная научно-техническая го ему свет и тепло. Но сохранить проблема приобрела политическое приобретенное бывает труднее, чем звучание.

его добыть. Боги жестоко покарали Отечественная электроэнергети Прометея и отобрали огонь. Такова ка стала одной из лучших в мире:

легенда. Чего больше в ней – воспо- созданная технологическая база минаний о таинственной глобальной позволяла энергомашиностроению катастрофе или пророчества о нашем полностью обеспечить потребности Премия будущем? Прошли тысячелетия, и че- электроэнергетической области.

«Глобальная ловек изобрел электричество. Всего Со второй половины 50-х гг. XX В.

за несколько десятилетий искусст- началось создание Единой энерге энергия» венный огонь разгорелся от первой тической системы (ЕЭС) России (см.

лампочки Эдисона и Яблочкина до карту на стр. 82). Пуск уникальных присуждена яркого сияния прожекторов и теле- для того времени Куйбышевской, А.Е.Шейндлину за визионных экранов. Мы живем в век а затем и Сталинградской гидро электричества, без которого немыс- электростанций (теперь Волжская «фундаментальные лимо существование современной ГЭС им. В.И. Ленина и Волжская ГЭС исследования цивилизации. Энергосистема – слож- в г. Волжском), строительство сис ный и разветвленный технический темообразующих линий электро теплофизических комплекс, сберечь который – задача передач, соединивших Московскую, государственного значения. Что ду- Куйбышевскую (Самарскую) энерго свойств веществ мают об этом ученые? Каково дейс- системы с Уралом ознаменовало но при предельно твительное положение дел в совре- вую веху в экономическом развитии менной российской энергетике? страны.

высоких Размышлениями о некоторых важ- В концепцию развития ЕЭС были температурах для ных ее проблемах, основанными заложены принципы концентрации на 60-летнем опыте деятельности мощностей и централизации энер энергетики». в данной области науки, поделился госнабжения. ЕЭС России – одна со зрителями передачи «Очевидное– из самых надежных систем подоб невероятное» почетный директор ного рода в мире: за годы ее сущес Института высоких температур РАН, твования крупных аварий, кото лауреат международной энергети- рые систематически происходят ческой премии «Глобальная энер- в США, Великобритании, Италии гия» академик Александр Ефимович и в других странах, не происходило Шейндлин. (см. «Оздоровление энергосистем», «В мире науки», №2, 2004 г.) Система Три кита энергетики оснащена надежной противоаварий Безопасность государства во многом ной автоматикой. За счет того, что зависит от энергетики, развитие ко- электростанции, расположенные торой опирается на достижения фун- в разных часовых поясах, работают даментальной и прикладной науки, параллельно, снижается потребность на новые технологии, позволяющие в рабочей и резервной мощности на создавать высокоэффективное энер- 8 млн. кВт.

гетическое оборудование. Учитывая Потребности России в электро все возрастающую роль этой отрасли энергетике удовлетворяются элект народного хозяйства для стабильно- ростанциями, суммарная мощность го экономического и социально- которых превышает 215 млн. кВт.

политического развития общества, Свыше 20% составляют ГЭС, более соответствующие решения должны 10% – АЭС, и почти 70% – тепловые приниматься на основе технико-эко- электростанции (ТЭС), работаю номического анализа. щие в основном на природном в мире науkи www.FireWooD.net.ru ОЧЕВИДНОЕ–НЕВЕРОЯТНОЕ газе (63%) и твердом топливе (28%). нилось не в лучшую сторону, ученым электростанций, работающих с па В структуре отечественной энерге- предстоит найти пути повышения ротурбинной техникой невысоких тики значительное место занимают энергоэффективности. параметров, составлял величину ROB MATHESON Corbis/РФГ (pcecending pages) ТЭС на сверхкритических парамет- порядка 25%, а следовательно, появ Технологии производства рах пара с энергоблоками мощно- лялись огромные потоки неисполь электроэнергии стью 250, 300, 500, 800 и 1200 мВт. зуемого низкопотенциального тепла.

Согласно прогнозам, ожидается рост В конце 20-х – начале 30-х гг. XX в. Поэтому теплофикационный режим потребления энергии, которую обыч- началось массовое строительство работы электростанций был призван но связывают с энерговооруженно- кру пных теп лоэлектростанций резко увеличить эффективность ис стью населения, которую, однако, не- с комбинированной выработкой пользования топлива.

возможно наращивать беспредельно. электроэнергии и тепла, что с науч- В 50-е гг. особенно остро встал воп В связи с тем, что положение дел но-технической точки зрения было рос повышения эффективности тепло в энергетике в последние годы изме- вполне оправданным. Однако КПД вых электростанций. Поскольку рабо 82 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ОЧЕВИДНОЕ–НЕВЕРОЯТНОЕ Тогда Россия шла в авангарде передо- да промышленного производства, вой научной мысли. уменьшились. Однако начавшийся Передача тепла от теплофикацион- экономический рост обусловил рост ной электростанции к потребителю энергопотребления и энерговоо (зданиям и сооружениям) требо- руженности, что может привести вала строительства разветвленной к нехватке энергии в ближайшем бу трубопроводной системы подвода дущем. Сторонники реформы энер горячей воды, которая, как правило, гетики говорят о необходимости прокладывалась под землей, нуж- привлечения частных инвестиций, далась в теплоизоляции и, наконец, но это не решит проблему. Нужна в соответствующем резервировании разумная система государственного и управлении работой. регулирования отрасли. Россия – се Развитие энергетической отрас- верная страна, и у нас высокая пот ли народного хозяйства в условиях ребность в тепле.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.