Сюжеты

Постнаука. Выпуск #15

Проект «Новой газеты» и сайта postnauka.ru

Фото: «Новая газета»

Этот материал вышел в № 37 от 5 апреля 2013
ЧитатьЧитать номер
Общество

- Эволюция крупномасштабных обществ <br> - Мальтузианская ловушка 2.0<br> - Персональная идентичность в наши дни<br> - Коренные народы: правовой статус и его основания<br> - Квантовые технологии произведут революцию<br> - Что такое экобиотехнологии<br>

 

Живут не для радости, а для совести

Эволюция крупномасштабных обществ: как прийти к равновесию кооперации

Петр ТУРЧИН
Ph.D., профессор Отделения экологии и эволюционной биологии Университета Коннектикута, вице-президент Эволюционного института

Человек — существо сугубо социальное и не может существовать вне общества. Не только потому, что умрет от голода: необходимо общение с другими людьми. Но несмотря на то, что мы живем в обществах, мы не знаем, по каким законам они развиваются. Это незнание зачастую обращается страшными катастрофами.

В России социальные преобразования в 90-е годы обернулись миллионами покалеченных жизней. В других странах — возьмем пример распавшихся, таких как Сомали или Афганистан, — платится еще более серьезная цена.

Преобразования 90-х годов в России были основаны в первую очередь на экономической теории рационального выбора. Она предполагает, что человек является неким «гомо экономикус», который руководствуется только тем, как получить выгоду и как избежать неприятностей.

Сейчас мы знаем, что эта теория в корне неверна и эмпирически, и концептуально. С одной стороны, исследования последних 15–20 лет показали, что мотивировка людей гораздо более сложная, чем у «гомо экономикусов». С другой — мы сейчас понимаем, что если взять коллектив людей, которые являются сугубо рациональными в смысле теории рационального выбора, то они в принципе не способны скооперироваться в общество. Дело в том, что общество всегда существует на базисе кооперации, а кооперация означает, что для того, чтобы производить общественное благо, конкретные люди должны индивидуально чем-то жертвовать.

Каким образом общество может прийти к равновесию кооперации — это очень серьезный вопрос и в социально-культурной эволюции, и в таких общественных науках, как экономика и социология. Предположим, вы живете в подъезде. Все его жильцы хотят, чтобы он был чистым и красивым. В каком-то подъезде им удается скооперироваться, внести взносы и принять меры, чтобы это сделать, но мы знаем, что в большинстве случаев люди неспособны на это. В более крупном масштабе какие-то общества также более благополучны, чем другие, т.к. там люди способны кооперироваться на уровне всего государства.

PhotoXPressПроблему представляют «халявщики» — люди, которые ведут себя сугубо рационально: пользуются всеми общественными благами, но отказываются вносить свою лепту в них. Именно эту проблему необходимо решить социальной эволюции для достижения кооперации. Надо иметь в виду, что эволюционный подход применяется не только к биологии, но и к изменениям культуры и социальности. Для того чтобы объяснить, каким образом люди способны к кооперации в странах, где живут миллионы и даже десятки миллионов, нам нужно изучать и биологическую, и культурную части эволюции, которые взаимодействуют друг с другом.

Кооперация в группе всегда остается хрупкой, потому что если количество «халявщиков» начинает превышать определенный предел, то другие члены общества отказываются вносить свою лепту, т.к. никто не хочет быть «лохом». В результате кооперация разваливается.

Сейчас все большую силу набирает т.н. теория многоуровневого отбора. Раньше она была известна как теория группового отбора, и ею пользовались в 40–50-х годах в достаточно наивном виде. Ее идея состоит в том, что существует конкуренция не только между индивидами, но и между группами индивидов. Т.е. те группы, которые способны к кооперации, выигрывают и замещают собой биологически или культурно те группы, которые к ней способны.

Эта первоначальная теория группового отбора была отвергнута эволюционными биологами в 1970–80-е годы. Когда построили математические модели, выяснилось, что «проблему халявщика» решить очень трудно: конкуренция на уровне групп не останавливает конкуренцию внутригрупповую. Несмотря на то, что группы с большим числом кооператоров могут победить группы, в которых больше «халявщиков», конкуренция между «халявщиками» и кооператорами работает часто быстрее, чем борьба между группами. Поэтому научный консенсус оказался против теории группового отбора.

Однако за последние 10–15 лет появились более точные математические модели, которые позволяют нам объяснить, каким образом борьба между внутригрупповым и межгрупповым отбором в каких-то ситуациях может склоняться в одну сторону, в других — в другую. Тем не менее не все общества являются высококооперативными. Мало того, даже в самых высококооперативных обществах зачастую наблюдаются фазы, в которых уровень кооперации падает.

Какой вопрос здесь занимает историю? Около 10 000 лет назад люди научились выращивать разные культуры. Это позволило увеличить экономическую базу, что повысило плотность населения, а в течение нескольких тысяч лет привело к созданию все более и более сложных обществ. Сначала появились вождества (тысячи людей), потом первоначальные государства (сотни тысяч), потом великие империи (миллионы). Ключевой период был примерно 3000 лет назад, в первом тысячелетии до н.э. Произошел скачок масштаба обществ, и понимание того, каким образом они эволюционировали, нам могут дать история и археология.

Так как в теории многоуровневого отбора нам нужно изучить количественное соотношение уровня конкуренции внутри групп и между ними, важно понять, что происходит между группами. В историческом масштабе самым обычным способом межгрупповой конкуренции была война. Она приводила к тому, что иногда одно общество побеждало другое и мог начаться геноцид, хотя чаще можно наблюдать «культуроцид»: члены завоеванного общества принимали язык, религию и культуру завоевателей, и таким образом происходил отбор на уровне культурных групп.

Что произошло 3000 лет тому назад? В это время резко увеличилась интенсивность войны. Это произошло по технологическим причинам: во-первых, был изобретен сплав железа; во-вторых, люди научились скакать на лошади и стрелять из луков. Конные лучники, стрелы которых были оснащены железными наконечниками, были первым оружием массового уничтожения, и изобретено оно было в Великой Евразийской степи. Иранские кочевники, такие как скифы, немедленно начали оказывать гигантское давление на окружающие общества. У этих обществ не оставалось выбора: либо они погибали (и многие погибали), либо им приходилось резко увеличить свои масштабы, чтобы иметь больше людей, которые бы платили налоги и служили в армии.

Таким образом, мы можем соединить теорию многоуровневого отбора, который указывает нам на важность конкуренции между обществами, с историческими событиями, такими как изобретение некоторых военных технологий, которые приводят к смещению баланса между межгрупповым и внутригрупповым отборами в пользу межгруппового.

Как сделать так, чтобы современные общества работали лучше? Во-первых, надо понимать, что мотивации людей гораздо более сложны, чем у «гомо экономикусов». Многие руководители компаний осознали, что стимулирование работников только ростом заработной платы не работает. Их нужно мотивировать другими вещами вплоть до «гордости за державу». Во-вторых, не надо забывать, что кооперация — это очень хрупкое состояние. Его легко разрушить и очень трудно восстановить. Это касается и политики, где всегда нужно вести цивилизованную дискуссию и лучше не призывать к свержению режимов.

postnauka.ru/video/9874

 

 

Мальтузианская ловушка 2.0

Законы истории и мрачные прогнозы

Как сделать историю более точной наукой? Одна из попыток более строго подойти к пониманию прошлого — монография «Законы истории». Редактор Постнауки Владислав Преображенский поговорил с ее основным автором, доктором исторических наук, главным научным сотрудником Института востоковедения РАН Андреем КОРОТАЕВЫМ.

— В вашей монографии математика применяется к историческим исследованиям. Расскажите, пожалуйста, о методологии работы.

— Применение математического моделирования к анализу исторических процессов имеет довольно заметную историю. Особенно значительный вклад внес американский ученый российского происхождения Петр Турчин, который предложил особый термин для этого направления — «клиодинамика». Заметный вклад внес и исследователь из Екатеринбурга Алексей Нефедов.

Когда нужна математическая модель? Во-первых, когда одновременно действует много факторов и непонятно, какой будет результат этого взаимодействия. Классический пример: есть популяция хищников и популяция жертв. Это могут быть кролики и волки, а могут быть рэкетиры и бизнесмены. Понятно, что, с одной стороны, чем больше жертв, тем хищникам лучше, и когда жертв много, значит, хищники должны размножаться. Но если хищники размножатся, то жертвам станет плохо, а от этого станет плохо хищникам. Казалось бы, здесь взаимодействуют всего два блока, но если не записать это в виде уравнения, как в свое время сделали известные исследователи Лотка и Вольтерра, то сложно понять, что же будет на выходе.

Ferdinand REUS— В каких еще случаях необходимо математическое моделирование?

— В истории часто существует множество объяснений какого-либо события. Классический пример — падение Римской империи. Речь идет уже о сотнях объяснений. Правильное может быть не одно, т.к. они, возможно, дополняют друг друга, но таковыми явно не могут быть, предположим, триста объяснений. Историю трудно превратить в строгую науку, если не разработать механизм верификации и фальсификации гипотез, что сложно без математики.

— А насколько это получается делать?

— Надо признаться, что пока успехи клиодинамики достаточно ограниченны. Однако есть области, где она действительно нужна. В первую очередь это макроразвитие Мир-Системы. Например, до начала 70-х годов наблюдался знаменитый закон гиперболического роста населения Земли. Соответствующая кривая имела правильную геометрическую форму гиперболы. Парадокс: для описания самой сложной из всех возможных социальных систем — Мир-Системы, т.е. всего человечества, как выяснилось, требуются наиболее простые уравнения. И понять, почему форма этой кривой именно гиперболическая, без математики невозможно просто по определению.

Вторая область — это циклы, в особенности вековые циклы развития аграрных обществ. Это достаточно архаические социумы, и их динамика оказывается достаточно близкой, как это ни печально звучит, к динамике, свойственной популяциям животных. Первая базовая модель популяционной динамики животных была разработана бельгийским исследователем Ферхюльстом в 30-х годах XIX века под непосредственным влиянием Мальтуса. Оба они занимались в первую очередь описанием людей, но мальтузианские закономерности именно тогда переставали действовать (в популяциях животных они никуда не исчезли). Мальтуса принято называть «пророком прошлого»: он очень хорошо обобщил тот материал, который был на конец XVIII века, когда он писал свою книгу, но как раз в то время Англия выходила из «мальтузианской ловушки».

— Поясните, пожалуйста, что такое «мальтузианская ловушка».

— Это характерная для доиндустриальных обществ ситуация, когда население остается на грани голодного выживания, несмотря на успехи технологий. «Мальтузианская ловушка» действует просто: вот произошел заметный технологический сдвиг, и емкость среды заметно увеличивается, люди начинают жить лучше. К чему это приведет? К тому, что смертность должна несколько сократиться. Но что такое сокращение смертности?

...До начала модернизации — скажем, между 1-м и 1000-м годами н.э. — население Земли практически не возрастало. Если женщина рожает 7-8 детей, а до репродуктивного возраста доживают двое, то смертность не просто высокая, а очень высокая. Если до репродуктивного возраста начинают доживать не двое, а четверо из восьми и население за поколение удваивается, за три — увеличивается в восемь раз… Понятно, что никаких ресурсов в доиндустриальном обществе в таком случае не хватит. Возвращение к уровню голодного выживания — это вопрос времени.

— Есть ли сейчас страны, которые находятся в ловушке?

— В ней остается заметная часть Тропической Африки и единичные страны за ее пределами: Афганистан, Йемен, Восточный Тимор, Гондурас и Боливия (с большими оговорками)… Вопрос серьезный, а ему уделяется недостаточно внимания: если все будет идти, как идет сейчас, то в течение XXI века население Кении или Уганды превысит население России. Уганду на карте-то не сразу найдешь, как в нее втиснуть столько людей? А главная проблема — это Нигерия. К концу века в ней ожидается 750 млн человек, и как это обойдется без катастроф, если ничего не делать, непонятно.

— Чем чреваты такие катастрофы?

— Классический пример — это Тайпинское восстание в Китае середины XIX века, когда было 118 млн трупов. Накануне коллапса в Китае жили 430 млн человек. Если ничего не делать, Нигерия рискует повторить судьбу Китая.

— В России ситуация с рождаемостью обратная…

— Это т.н. второй демографический переход. В каждом случае объяснение свое, но с другой стороны, ясно, что это универсальный процесс. Даже уровень падения схожий — от 2,5–2,0 до 1,3–1,2 ребенка, — а внятной теории второго демографического перехода до сих пор нет. И это происходит в странах с очень разной культурой: Испания и Корея, например.

— Разработаны ли меры борьбы?

— Первой столкнулась со сверхнизкой рождаемостью Франция, где это произошло в период между мировыми войнами. Выработанная там система мер оказалась успешной, сейчас во Франции уже более двух детей на женщину.

— А какова ситуация в России?

— По европейским меркам то, что у нас сейчас детей больше 1,6 на женщину, — это очень даже неплохо, хотя нужно поднимать выше двух. Однако до сих пор сохраняется сверхсмертность. Особо острой проблемой было то, что резкий спад рождаемости в конце 80-х — начале 90-х годов сопровождался катастрофическим ростом смертности. Это эффект т.н. «русского креста», когда кривая смертности пересекает кривую рождаемости. За последние годы смертность у нас уменьшилась, но все равно очень высока — особенно среди мужчин трудоспособного возраста. Среди них она значительно выше, чем, скажем, в Либерии — стране, разоренной гражданской войной, где большая часть населения живет меньше, чем на доллар в день.

— Это проблема алкоголя и курения?

— Проблема всех северных народов — шведов, исландцев, прибалтов — в том, что пьют именно крепкий алкоголь с целью довести себя до интоксикации.

К тому же считается допустимым агрессивное поведение. Из-за этого у нас жуткая смертность от внешних причин: большая часть убийц и убитых находится в состоянии опьянения. То же относится к самоубийцам. Во время горбачевской антиалкогольной кампании, которая в целом спасла больше миллиона жизней, на 40% сократилась смертность от пневмонии: люди зимой меньше напивались.

Первая попытка бороться с этой проблемой на национальном уровне была предпринята в 1865 году, это Гетеборгская система. Выяснилось, что работают экономические (прежде всего ценовые) ограничения, а также ограничения на продажу во времени и пространстве.

— Это то, что пытаются сделать у нас, — не продавать после 23.00?

— Да, но в Скандинавии можно продавать только с 11.00 до 18.00. Другая мера — это запрет продажи сколько-нибудь крепкого алкоголя по воскресеньям и в субботу по второй половине дня. Далее — сокращение доступности в пространстве. Норвегия — немаленькая страна, но в ней всего 147 точек, имеющих право продавать более-менее крепкий алкоголь.

Нужно иметь в виду, что у нас главный вклад в смертность вносят вовсе не алкоголики, а добропорядочные граждане, которые пьют «редко, но метко». Считается нормальным «собраться и расслабиться», что ведет к пикам смертности по выходным и праздникам. Интересно, что на майские праздники пик смертности есть, а на 7 ноября нет — праздновать перестали.

postnauka.ru/books/5458

Коротаев  А.В. и др. Законы истории. Математическое моделирование и прогнозирование мирового и регионального развития. В 3-ч томах. М.: URSS, 2005-201

 

 

Кто вы такой?

Персональная идентичность в наши дни

Виталий КУРЕННОЙ
кандидат философских наук, заведующий отделением культурологии ВШЭ, научный редактор журнала «Логос»

В обществах прошлого существовали достаточно ясные метафизические и религиозные картины мира, которые гарантировали человеку его идентичность: он знал, кто он, что он делает в этом мире и каково его предназначение. Современный человек по большей части не знает, кто он.

Возникающая здесь напряженность проявляется в самых разных формах и на разных уровнях — от проблем выбора жизненных траекторий до чувства заброшенности и вопроса смысла жизни. Решение проблемы идентичности в современной культуре реализуется в рамках некоторых базовых стратегий. Каждый человек в той или иной форме прибегает к каждой из них.

Первая — это стратегия биографическая, в рамках которой человек определяет, кто он, отсылая себя к своему прошлому, к собственным переживаниям, чувствам и воспоминаниям. Например, основной формой развития интернета являются блоги и социальные сети. Это форма выстраивания собственной биографии: современный человек настроен на то, чтобы сохранить историческую память о прожитой им жизни.

Помимо интернет-форм ранее были выработаны достаточно сложные техники формирования биографической персональной идентичности: психотерапия, дневники, воспоминания — любая форма или площадка, где мы рассказываем о самих себе. Эта стратегия поощряет индивидуализм и культивирование субъективности как специфическую черту модерна.

Существует и второй, существенно иначе формируемый тип стратегий выстраивания самоидентичности. Это так называемая партиципативная стратегия построения персональной идентичности. «Партиципация» означает «участие», то есть определение себя через принадлежность к какой-то группе. В рамках этой стратегии принадлежность к «своей» группе одновременно определяет и группу «других», например, мы мужчины, но не женщины; партиципативная идентичность не является единым явлением, а распадается на две основные формы: функциональную и сегментивную.

РИА НовостиФункциональная форма связана с базовым для современности процессом дифференциации, специализации, разделения труда. Это та форма, в рамках которой мы определяем себя, например, как журналистов, как ученых или как отцов. Особенностью этой идентичности является то, что человек, как правило, редко встречается с представителями своей группы, а чаще — с представителями других групп: продавцы встречаются с покупателями, преподаватели встречаются со студентами. Легко заметить, что эта форма индентичности имеет космополитический характер, куда бы вы ни отправились, вы как ученый или как покупатель оказываетесь на своем месте в соответствующей ситуации, понимаете, как вам себя вести и что от вас ожидается.

Вторая форма партиципативной идентичности — сегментивная. Это причисление себя к некоторой группе «своих»: прежде всего государственная, национальная и религиозная, хотя это могут быть и какие-то более локальные сообщества. Сюда же можно отнести и классовую идентичность как специфическую марксистскую конструкцию.

При функциональной идентичности в современном усложняющемся обществе человек испытывает постоянный стресс, связанный со все большей специализацией и изоляцией. В таких условиях сложно поддерживать свою идентичность, и под грузом давления дифференциации сегментивная идентичность остается необычайно востребованной.

Таким образом, современное общество не ведет к снижению или к исчезновению таких феноменов, как, например, национализм или религиозность, а, напротив, постоянно демонстрирует движения в сторону их интенсификации.

Проблема с персональной идентичностью сегодня не может быть решена. Это связано с некоторыми структурными особенностями современного общества и с тем, что названные мной стратегии для полного решения недостаточны. Современный человек выполняет огромное количество функциональных ролей: утром он отец, днем пассажир, преподаватель, ученый, администратор, покупатель, посетитель ресторана и т.д. Тем не менее человек не чувствует себя идентифицированным настолько плотно, чтобы сказать: «вот это я и есть». Кризис персональной идентичности — это перманентный кризис современного человека.

postnauka.ru/faq/10442

 

 

У Гомера были автохтонные быки

Коренные народы: правовой статус и его основания

Сергей СОКОЛОВСКИЙ
 доктор исторических наук, главный научный сотрудник Института этнологии и антропологии РАН (ИЭА РАН)

Понятие «коренные народы» в российской антропологии появилось, как ни странно, весьма недавно и пришло из правового дискурса. Когда мы говорим о статусах, связанных с особенностями культуры сообществ (как коренные народы или национальные меньшинства), мы неизбежно попадаем в ситуацию, когда в дело вмешивается правовой дискурс, мощное политическое влияние, и бытовые представления о том, что такое «коренной».

Чем коренные народы отличаются от других народов? В русском языке слово «туземность» устарело, и сейчас мы используем разные кальки на основе древнегреческих и латинских корней: аборигенность, индигенность и автохтонность. Когда эти значения превращаются в правовые понятия, возникают разные законодательные нормы, разные притязания со стороны этих народов.

Тема индигенности в российском законодательстве обнаруживается редко: у нас довольно специфический подход к коренным народам — в их правовом определении есть такой признак, как малочисленность. Чтобы народ считался малочисленным коренным народом Российской Федерации, его численность должна быть меньше пятидесяти тысяч. Народы, численность которых больше этого числа, разумеется, тоже являются и считаются коренными, но не на законодательном уровне. То есть никаких специальных норм защиты для таких народов у нас не предусмотрено, хотя, разумеется, крупные автохтонные народы имеют в России свои республики.

Что значит быть коренным? Предположим, я коренной москвич. Когда и на каком расстоянии от Москвы я теряю это свойство, уезжая из нее? Буряты в Сибири считаются коренными жителями, а в Москве они уже мигранты. Выходит, что этот статус как бы сращивается с личностью, и человек с ним путешествует, оставаясь по всему миру коренным. Здесь мы сталкиваемся с особым правовым статусом. Создавался он в разных местах по-разному, и его правовые основания тоже оказались различными, в связи с этим возникли две разные модели.

В модели Старого Света «коренной» — это прежде всего ведущий особый образ жизни, основанный либо на присваивающем, экстенсивном хозяйстве, либо на хозяйстве натуральном, не на рыночном и монетарном. Логика введения особого статуса коренных народов в международном праве основывалась на их отказе от интеграции в нашу глобальную урбанистическую индустриальную цивилизацию.

Вторая модель, лежащая в основании статуса коренных народов, связана с хронологией заселения территорий. Она распадается на несколько подмоделей. Первая из них связана с термином «аборигенность». Это люди, которые присутствуют на этой территории от начала начал, как будто они там «родились от земли», что и содержится в семантике термина: ab origine — лат.; букв. — «с самого начала». И кстати, термин «автохтонные» — это греческий термин, который означает как раз «рожденные от земли». Индигенность — это латинская калька с древнегреческого, там тоже семантика «урожденности». Эти термины употреблялись не только по отношению к людям, но и к местным продуктам: у Гомера, например, было автохтонное вино и автохтонные быки.

Существует еще вариант этой модели, который хронологически отсылает не к первонасельникам, то есть к тем людям, которые пришли и стали считать эту территорию своей, подчинив местное население, до колонизаторов. Здесь возникает интересная правовая коллизия, потому что этот принцип не очень прагматичен в ситуациях, когда была смена волн завоевателей, когда трудно установить именно ту группу, которая предшествовала колонизаторам. Обычно в таких правовых определениях коренного населения присутствует презентизм: та группа, которая доминирует сегодня, и считается колонизаторами. Хотя если взять, например, ситуацию юга Сибири, то там якуты вытеснили местное тунгусоязычное население. Вроде бы они — завоеватели и колонизаторы? Тем не менее колонизаторами там считаются русские.

«Коренные народы» — это правовое понятие, и оно предполагает какие-то правовые действия. Не всегда эти действия, устраняя историческую несправедливость, рождают ситуацию, справедливую для всех. Например, в России существует перечень коренных малочисленных народов, которые получают разные льготы в соответствии с этим статусом. Однако если мы используем модель Старого Света, то есть традиционного образа жизни, основанного на присваивающей экономике, охоте, собирательстве, оленеводстве, рыболовстве, то почему мы в этот перечень включаем, например, вепсов или другие похожие группы? Вепсы живут в Карелии, а также в Ленинградской и Вологодской областях и ничем не отличаются по своему хозяйственному укладу от окружающих их карелов и русских. Но они получают льготы, а рядом люди, живущие в точно таких же условиях, в этих же самых деревнях, которые их не получают. С моей точки зрения, если мы охраняем образ жизни, то нужно охранять адресно те семьи, которые зависят от этого типа экономики, а не народы.

postnauka.ru/faq/10578

 

 

Квантовые технологии произведут революцию

Осталось подождать немного

Александр ЛЬВОВСКИЙ
профессор, физический факультет университета Калгари

В фильме «Крепкий орешек-4»  хакер смог проникнуть в компьютерную сеть США и нарушить всю инфраструктуру. Конечно, это голливудское кино переполнено преувеличениями, однако тот факт, что в нашем веке информационные сети являются основой существования общества, абсолютно верен, поэтому любое нарушение функционирования этих сетей способно парализовать общество.

Информация, которую мы передаем по нашим сетям, зачастую конфиденциальна. Допустим, мы покупаем книжку в интернете, вводим номер кредитной карточки, он передается на сервер. Эту передачу сдедует осуществлять в зашифрованном виде, чтобы никакой хакер не мог подключиться к каналам передачи и украсть номер карточки. Казалось бы, возможно ли в принципе этот шифр создать, ведь ваш компьютер с сервером магазина никогда до этого не общался? Оказывается, возможно. В 70-х годах была разработана концепция так называемого открытого ключа, основанного на математической задаче, которую придумывает адресат. И с помощью этой задачи сообщение шифруется. Адресат, который эту задачу сам придумал, может легко ее расшифровать, а хакеру придется попотеть. То есть теоретически расшифровать сообщение возможно, но обычный компьютер потребует для соответствующих вычислений многих лет. Однако если кто-то сможет изобрести другой компьютер, гораздо мощнее, то он сможет расшифровывать системы с открытым шифром и, грубо говоря, украсть деньги во всех банках или узнать все военные секреты.

Идея выдвинута гениальным физиком ХХ века Ричардом Фейнманом, который предложил компьютер, основанный на квантовом свойстве объектов. Этот квантовый компьютер будет решать не одну задачу, а несколько, находящихся в состоянии суперпозиции, благодаря этому можно достичь колоссального параллелизма вычислений. Однако если мы решаем набор задач в состоянии суперпозиции, то решение тоже будет в состоянии суперпозиции. И извлечь из этого набора нужное решение оказывается не очень просто, это возможно только в отдельных случаях. То есть квантовый компьютер — вовсе не замена обычному. На сегодня практически единственная известная задача, для которой квантовый компьютер может быть полезен, это задача расшифровки криптографических кодов с открытым ключом. Таким образом, квантовый компьютер — это орудие не созидания, а уничтожения, атомная бомба XXI века. К счастью, однако, квантовый компьютер достаточно трудно сделать. На сегодняшний день это, пожалуй, самая отдаленная и сложная из перспективных квантовых технологий.

Более того, уже существуют квантовые технологии, которые предлагают нам и способ защиты от хакерства, а именно квантовая криптография. Ее идея заключается в том, что информация передается с помощью элементарных частиц света, фотонов. То есть каждый бит переносится отдельным фотоном. И если появляется какой-то хакер, который пытается «подслушать» сообщение, то он неизбежно эти фотоны разрушит или как-то изменит. Это следствие одного из постулатов квантовой физики: квантовые состояния нельзя измерить, не изменив их. Грубо говоря, потому что хакер большой, а фотоны маленькие. Таким образом, хакер неизбежно будет замечен и нарушение информационной безопасности удастся предотвратить. Безопасность, обеспечиваемая квантовой криптографией, абсолютна: она обеспечена фундаментальными законами физики. Преодолеть такое не по зубам и квантовому компьютеру.

Вообще квантовая технология — это технология, которая основана на манипуляции сложными квантовыми системами на уровне их индивидуальных компонентов. Эти технологии, как мы предполагаем, произведут в ближайшие несколько десятилетий такую же революцию, как полупроводниковые устройства произвели в течение последних 50–60 лет. Здесь идет речь, например, о сверхточных хронометрах, то есть о повышении точности часов на несколько порядков. Казалось бы, очень точные часы уже существуют, но оказывается, что дальнейшее повышение точности необходимо, в частности, для геопозиционирования. При использовании таких более точных часов, которые нам дадут квантовые технологии, геопозиционирование сможет достичь миллиметровой точности, что позволит строить транспортные средства, не требующие водителей.

Другой пример квантовой технологии — это микроскопические датчики, которые обладают колоссальной чувствительностью и колоссальным пространственным разрешением. Такой датчик, например, можно внедрить в клетку и понять биологические процессы, которые там происходят, например, почему эта клетка болеет и как ее вылечить. Или можно внедрить такой датчик в мозг и понять, как устроена структура мозга, лечить болезни мозга, или даже удаленно в будущем создавать какой-то электронный аналог мозговой структуры, искусственное сознание.

postnauka.ru/video/9560

 

 

Чистая наука

Что такое экобиотехнологии

Алла НОЖЕВНИКОВА
доктор биологических наук, Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН

Наука экобиотехнология сформировалась в 80-е годы прошлого века, она также носит название биотехнология окружающей среды, или природоохранная биотехнология.

Все биотехнологические процессы базируются на микробиологических процессах, и главное действующее «лицо» и инструмент, который обеспечивает прохождение тех или иных реакций, — это микроорганизмы.

Благодаря древним микроорганизмам произошли первые фотосинтезирующие микроорганизмы, затем высшие растения, которые обеспечили образование кислородной атмосферы на Земле. Постепенно стабилизировались современные глобальные циклы азота, кислорода, углерода и серы.

Самая важная роль микроорганизмов — это деструкция сложных органических соединений, обеспечивающая круговорот веществ в природе. Все то, что производится на Земле живыми существами — растениями, животными и человеком, — в конечном итоге разлагается микроорганизмами в окислительных или восстановительных процессах до простых веществ: воды, углекислоты, молекулярного азота, метана, солей разных элементов. Из трудноразлагаемых веществ формируется гумус, необходимый для формирования и поддержания почв.

Цель природоохранной биотехнологии и микробиологии — обезвредить последствия негативного влияния на окружающую среду и обеспечить человечеству хорошие условия жизни в экологически чистых местах обитания. Наиболее эффективные методы экобиотехнологии, по сути, представляют интенсификацию природных процессов.

В связи с развитием городов и промышленных предприятий антропогенный фактор в загрязнении биосферы Земли приобретает все большее значение.

О каких загрязнениях может идти речь и чем может помочь экобиотехнология? В первую очередь это загрязнения, которые называются биодеградабельными, то есть разлагаемыми в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Почти на любое вещество, даже не свойственное природе (ксенобиотик), находится микроорганизм или группа микроорганизмов, которые разлагают его до простых соединений. Пример — микробное разложение пестицидов и гербицидов.

Загрязнение тяжелыми металлами представляет собой колоссальную проблему. Но существуют микроорганизмы, которые помогают получать металлы из того, что уже отработано и выброшено. Таким образом, можно дополнительно производить металлы из отвалов руд и, что очень важно, при этом очищать окружающую среду.

Важной проблемой является биотехнология очистки сточных вод. Сделать из загрязненной воды чистую можно только с помощью микроорганизмов в условиях активной аэрации (активного снабжения воздухом). Микроорганизмы, которые используют кислород для окисления тех или иных органических соединений, могут использовать их в очень низких концентрациях, окисляя их до воды и диоксида углерода (углекислоты). При этом происходит глубокая очистка сточной воды, которая подходит для сброса в водоемы. Даже очень качественно очищенная сточная вода для питья непригодна. Попадая в реки, озера, она разбавляется и продолжает очищаться в естественных условиях, фильтруясь через грунты.

Есть микроорганизмы, которые живут без доступа кислорода — кислород для них даже вреден, — это анаэробные микроорганизмы, самые древние обитатели нашей планеты. Они могут разлагать органические соединения и при этом производить метан и водород, которые являются важными альтернативными источниками энергии.

Объединив усилия аэробных и анаэробных организмов, можно снизить стоимость очистки сточных вод и обработку отходов, получив метан. Подобные технологии уже применяются в Москве на Курьяновской станции. Биогаз, который получают в метантенках, используют для производства энергии. А в Хельсинки на городских очистных сооружениях порядка 50% энергетических затрат покрывается за счет использования биогенного метана, полученного на станции.

Важно также разработать эффективные методы для рекультивации и использования загрязненных территорий, например тех, которые заняты свалками. Микроорганизмы являются источниками различных ферментов, антибиотиков и других биологически активных веществ, которые могут использоваться в том числе и в биотехнологических процессах.

postnauka.ru/video/9861

 

Теги:
наука

Читайте также

Рейтинг@Mail.ru

К сожалению, браузер, которым вы пользуйтесь, устарел и не позволяет корректно отображать сайт. Пожалуйста, установите любой из современных браузеров, например:

Google ChromeFirefoxOpera