Ученые окончательно определились, от чего вымерли динозавры — научный обзор недели Delo.ua

Начнем, пожалуй, с наиболее применимого в украинских реалиях открытия. Помните, в первые годы работы Национальной полиции Украины, патрули были повсюду? Они неслышно шелестели "приусами" по закоулкам, разгоняя тьму мигалками и вселяя в сердца людей радость своими улыбками и молодым задорным видом. И казалось, что преступности — по крайней мере, мелкой — реально поубавилось. Как выяснили ученые из Кембрижского университета, не казалось. 

Конечно, они не проверяли свои гипотезы на украинских полицейских, но смоделировали сходную ситуацию на платформах в лондонском метро. И эксперимент удался: всего четыре 15-минутных патруля в день на некоторых из наиболее криминальных станций столицы Великобритании сократили количество зарегистрированных преступлений и нарушений порядка на 21%. Взяли 115 наиболее опасных станций и стали рандомно посещать 57 из них. В результате со станций, куда копы не заходили, поступило 3549 звонков за шесть месяцев. Со станций, где время от времени мелькали патрули — 2817. 

Но интереснее другое: судя по данным обращений, преступность падала во время отсутствия патрулей на станции. "Этот фантомный эффект говорит о том, что преступность снижается, когда потенциальные преступники опасаются возможного присутствия полиции на основании недавних патрулей — даже когда поблизости нет полиции", — сказал соавтор исследования профессор Лоуренс Шерман.

В общем, копам советуют быть внезапными — и не особо перенапрягаться. Просто время от времени показывать, что они есть. А преступность затаится сама. 

Далее в обзоре научных новостей от Delo.ua: сможет ли искусственный интеллект обуздать квантовый компьютер, как поведет себя свиной вирус среди курей, в центре Галактики творится что-то странное. 

Волки умеют играть в мячик

Правда-правда, вот доказательство:

Это кажется чем-то обычным, правда? Бросаете собаке мяч, палку или любой другой предмет — и она приносит его, стоит лишь позвать. Ранее считалось, что волки не слишком способны на подобное и плохо поддаются обучению. Шведские ученые доказывают, что это не так. 

Результаты исследования, которое опубликовано 16 января 2020 в журнале iScience, были получены по счастливой случайности. Исследователи решили предложить 13 щенкам волка из трех разных пометов тесты, которые используются для оценки видов поведения щенков собаки. Во время серии испытаний трое восьминедельных волчат спонтанно заинтересовались мячиком — и вернули его обратно совершенно незнакомому человеку после поощрения.

Ранее ученые думали, что когнитивные способности, необходимые для понимания сигналов человека, таких, какие нужны при игре в принеси-подай, возникли у собак уже после того, как их одомашнили около 15 тысяч лет назад. "Когда я увидела, как первый щенок волка забирает мяч, у меня буквально появились мурашки по коже", — говорит Кристина Хансен Уит из Стокгольмского университета, Швеция.

И вот почему: оказывается, именно поведение, игровое поведение, ориентированное на человека, могло быть решающим для людей, которые отбирали щенков себе, а не какие либо другие факторы. "Щенки волка, проявляющие направленное на человека поведение, могли иметь избирательное преимущество на ранних стадиях одомашнивания собаки", — говорит она. К тому же, это сходство позволит лучше узнать собак. 

Вулканы не уничтожали динозавров

Ученые оправдали вулканы и узнали, в каком возрасте оперивались динозавры. 

Новый вид пернатого динозавра был обнаружен в Китае, описан американскими и китайскими авторами и опубликован в журнале The Anatomical Record. Как рассказал научный сотрудник Музея естественной истории Сан-Диего, доктор Эшли Пуст, новый динозавр позволяет проверить идеи о том, как возникли важные характеристики птиц, включая полет. 

Фото: ASHLEY POUST

Ученые назвали динозавра Wulong Bohaiensis. Вулонг по-китайски означает "танцующий дракон".

Образец нашел более 10 лет назад китайский фермер в провинции Джехол. С тех пор он хранится в собрании Даляньского музея естествознания в Ляонине. Чуть больше вороны, чуть меньше ворона, с длинным костистым Хвостом. Узкая зубастая морда. Он был покрыт перьями, в том числе — крыловидным массивом на верхних и нижних лапах и двумя длинными перьями на конце хвоста. 

Это животное — ранний родственник знаменитого по "Парку Юрского периода" Майкла Крайтона велоцираптора, жившего 75 млн лет назад. Ближайший известный родственник вулонга — микрораптор. Но важен он не поэтому. 

"У экземпляра есть перья на конечностях и хвосте, которые мы ассоциируем со взрослыми птицами, однако имеются и другие особенности, которые заставляли думать, что это несовершеннолетняя особь", — говорит Пуст. Чтобы разобраться, ученые исследовали кости вулонга и другого динозавра, покрытого перьями — его родственника синорнитозавра — под микроскопом. И выяснили, что оба динозавра были совсем юными. А это значит, что по крайней мере некоторые виды динозавров получали зрелые перья задолго до окончания роста. Что не слишком логично, зачем динозавру, не достигшему половой зрелости, столь шикарный манок для противоположного пола? Птицы же обрастают перьями лишь будучи полностью сформированными.  

И, кстати, вулканы точно не виноваты в гибели динозавров. По данным международной группы исследователей, возглавляемой Йельским университетом, США, их уничтожило все же падение астероида. Доцент кафедры геологии и геофизики Йельского университета Пинчелли Халл и ее коллеги утверждают: воздействие на окружающую среду от массовых извержений вулканов в Индии в регионе, известном как Декканские ловушки, произошло задолго до Мел-Палеогенового вымирания (66 млн лет) и не могло ему способствовать.  

"Вулканы могут привести к массовому вымиранию, потому что они выделяют много газов, таких как SO2 и CO2, которые могут изменить климат, — говорит Халл. — Но последние работы были сосредоточены на времени извержения лавы, а не на выбросе газа".

В результате исследований ученые изучили морские окаменелости, проверили содержащиеся там изотопы углерода и пришли к выводу, что большая часть выброса газа произошла задолго до удара астероида. "Вулканическая активность в конце мелового периода привела к постепенному глобальному потеплению примерно на два градуса, но не к массовому вымиранию", — сказал исследователь Майкл Хенехан.

Древние дайверы

Что вы знаете о неандертальцах?

Давайте пробежимся. Сейчас на планете живет только один вид рода люди — мы с вами, Homo sapiens sapiens. Раньше, еще 40 тысяч лет назад, людей было чуть больше. Бок-о-бок с нашими предками существовали неандертальцы, денисовцы, флоренсийцы — в той или иной степени похожи на нас. Все они вымерли. Либо из-за погоды, либо из-за нас. 

Фото: Crawford Jolly on Unsplash

Конкретно неандертальцы были ниже и шире в плечах, чем современные люди, обладали большим, чем мы объемом мозга и, возможно, владели речью. Они изготавливали орудия труда (копья с каменными наконечниками, скребки, рубила), использовали огонь, питались мясом, знали лекарственные растения и хоронили своих мертвецов. 

И вот теперь ученые Колорадского университета в Боулдере раскопали еще один любопытный факт о неандертальцах: кажется, они ныряли в Средиземном море, чтобы собирать раковины моллюсков. 

Результаты получены из Гротта дей Мосцерини, живописной пещеры, которая находится всего в 10 футах над пляжем в центральной Италии. Еще в 1949 году археологи выкопали десятки ракушек, которые неандертальцы превратили в острые орудия примерно 90 000 лет назад. Теперь команда во главе с Паолой Виллой из Университета Колорадо в Боулдере раскрыла новые секреты этих десятилетних открытий. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале PLOS ONE, Паола Вилья из Университета Колорадо и ее коллеги сообщают, что неандертальцы могли иметь гораздо более тесную связь с морем, чем думали многие ученые.

Почти три четверти орудий Мосцерини были стертыми, будто найдены на пляже. Остальные — гладкими, как те, что добыты с морского дна в живом виде. "Вполне возможно, что неандертальцы собирали снаряды на глубине от 2 до 4 метров, — говорит Вилья. — Конечно, у них не было снаряжения для подводного плавания". Исследователи также обнаружили большое количество пемзы из пещеры, которую неандертальцы собрали и, возможно, использовали в качестве инструмента для истирания. 

Результаты подтверждают, что неандертальцы были столь же гибкими и творческими, как и мы, что сильно контрастирует с их представлением в массовой культуре как грубых пещерных людей. "Люди начинают понимать, что неандертальцы не просто охотятся на крупных млекопитающих, — подчеркивает Вилья. — Они также занимались пресноводной рыбалкой и даже дайвингом".

Сверхбыстрый вирус

В рубрике "Страшилка недели" новые факты о вирусах. Исследователи из Университета штата Огайо заразили коронавирусом свиньи цыплят и индеек, а затем выпустили их к здоровым особям. 

У птиц, которые получили вирус от ученых, развилась диарея через два дня. Затем инфицированных особей подсадили к здоровым — и симтоматика повторилась через те же два дня. 

Столь быстрое распространение болезни слегка озадачило ученых. "Мы даже не были уверены, что вирус будет передаваться от птицы к птице. Это важное открытие", — сказал Скотт Кенни, доцент кафедры ветеринарно-профилактической медицины при Программе исследований здоровья животных в штате Огайо. — Похоже, что он довольно легко может распространяться между птицами. Это немного пугает, так как заражение одной или двух особей в замкнутом помещении быстро заразит всех остальных. 

Фото: Arseny Togulev on Unsplash

Конечно, этика мешает провести эксперименты на людях, но работа с клетками показывает: вирус присоединяется к одному и тому же рецептору у разных хозяев, так что человек определенно может подхватить его от домашних животных. 

Дельтакоронавирус свиньи, был впервые обнаружен у свиней в Азии в 2009 году и вызвал вспышку диареи свиней в США в 2014 году. Это патоген, вызывающий респираторные и желудочно-кишечные заболевания.  И он достаточно устойчив. "И цыплята, и индюшки все еще выделяли вирус через 14 дней, когда исследование закончилось. Мы не знаем, как долго оба вида будут продолжать распространять вирус", — сказала научный сотрудник лаборатории Патриция Болей. 

Несмотря на присутствие вирусной РНК в трахее, у птиц не было респираторных симптомов, что сделало бы вирус опаснее проблем с желудком и кишечником. Вирус также не убивал птиц, но может привести к смерти у поросят. "С поросятами мы видим смертность. У нас не погибают цыплята, но у нас есть поросята, умирающие от вируса, так что же отличает цыплят по их реакции на вирус? Может быть, мы можем чему-то научиться у цыплят и применить это к свиньям", — говорит Скотт Кенни. 

Он отметил также, что вирус не может передаваться человеку, если мясо правильно приготовлено.

Вторая планета и двойные звезды

Исследователи из Национального института астрофизики Италии сообщают, что наблюдали изменения в активности Проксимы Центавра, которые указывают на то, что там может существовать еще одна планета.

Проксима Центавра — наша ближайшая звезда-соседка, до нее "всего" 4,2 световых года. Мы уже знаем, что там находится одна планета, открытая в 2016 году. Потенциально она даже может быть пригодна к жизни. Последнее, впрочем, вряд ли: да, планета находится в так называемой "зоне обитаемости" (то есть, не слишком близко к своему солнцу, но и не слишком далеко от него — Delo.ua), но, кажется, она постоянно обернута к своей звезде одной стороной.

Фото: Lorenzo Santinelli

Новую планету (хотя ее существование еще придется доказывать) назвали "Проксима с". Она непригодна для обитания. Это суперземля — так называют планеты с массой больше Земли, но меньше ледяного гиганта Нептуна. И, судя по расстоянию от своей земли, планета либо замерзает, либо окутана водородно-гелиевой атмосферой.

Также что-то интересное происходит и в центре нашей галактики. Астрономы из Инициативы по исследованию орбит Галактического центра в Калифорнийском университете обнаружили новый класс странных объектов недалеко от сверхмассивной черной дыры под названием Стрелец A. 

"Эти объекты выглядят как газ и ведут себя как звезды", — говорит Андреа Гез, профессор астрофизики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Новые объекты в большинстве случаев выглядят компактными и растягиваются, когда их орбиты приближают их к черной дыре. Их орбиты колеблются от 100 до 1000 лет, говорит ведущий автор исследования Анна Чюрло. Необычные объекты называются G1, G2, G3, G4, G5 и G6.

Если бы они были облаками звездного водорода, как считали ранее, сверхпритяжение черной дыры разорвало бы их. Гез считает, что все шесть объектов были двойными звездами — системой из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга — которые слились из-за сильной гравитационной силы сверхмассивной черной дыры. По ее словам, для слияния двух звезд требуется более 1 миллиона лет.

"Земля находится в пригороде по сравнению с центром галактики, который находится на расстоянии около 26 000 световых лет, — говорит Гез. — В центре нашей галактики плотность звезд в 1 миллиард раз выше, чем в нашей части галактики. Гравитационное притяжение намного сильнее. Магнитные поля более экстремальны. В центре галактики происходит экстремальная астрофизика — Икс-спорт астрофизики".

Нужно переизобрести компьютер

А закончим обзор важными новостями из компьютерного мира.

Я уже говорил, что одним из десяти важнейших явлений десятилетия, которое началось, будут квантовые вычисления? Нет? Ну что ж, тогда слушайте. У традиционных методов вычислений начинаются проблемы.

Согласно статье, опубликованной в Applied Physics Reviews, нам стоит изменить подход к созданию компьютеров, чтобы обойти проблемы с законом Мура. Согласно нему, вычислительные мощности должны удваиваться каждые два года, но мы уже вплотную упираемся в физические пределы: сделать процессор еще меньше скоро будет невозможно.

Фото: Franck V.  on Unsplash

Джек Кендалл из Rain Neuromorphics и Сухас Кумар из Hewlett Packard Labs тщательно исследовали вычислительную среду, уделяя особое внимания нейроморфным (похожим на человеческие нейронные сети) вычислениям. Их предлагаемый путь — гибридные архитектуры, объединяющие цифровые и аналоговые архитектуры, возможные благодаря мемристорам (резисторы с памятью, которые могут обрабатывать инфу там, где она находится — Delo.ua).  "Будущее вычислительной техники будет заключаться не в том, чтобы втиснуть больше компонентов в чип, а в переосмыслении архитектуры процессора с нуля, чтобы эмулировать эффективность обработки информации мозгом", — говорит Кумар.

По сути, они предлагают переизобрести компьютер. Как указывают авторы, "современные современные компьютеры обрабатывают примерно столько же команд в секунду, сколько мозг насекомого", и им не хватает способности эффективно масштабировать. В отличие от этого, человеческий мозг масштабируется примерно в миллион раз, и он может выполнять более сложные вычисления из-за таких характеристик, как пластичность и разреженность.

В то же время, исследователи из Орхусского университета, Дания, использовала искусственный интеллект AlphaZero от Google, чтобы научить его управлять квантовым компьютером. 

Мы знаем AlphaZero как превосходного игрока в шахматы и го. Алгоритм всего за четыре часа победил лучшие шахматные программы, основанные на человеческом опыте. 

Но миру нужен квантовый компьютер, способный одновременно производить несколько вычислений. Проблема с ним в том, что он-то работает. Только интерпретировать результаты вычислений крайне сложно. Поэтому исследователи под руководством профессора Джейкоба Шерсона решили обучить искусственный интеллект управлять квантовой системой. 

AlphaZero может учиться самостоятельно, без человеческой экспертизы. Так AlphaZero победил людей и компьютерные программы в го, сёги и шахматы. Обучался играя против самого себя. Датский гроссмейстер Питер Хейне Нильсен сравнил программу с превосходным инопланетным видом, посетившим Землю только для того, чтобы победить нас в шахматах.

Ученые применили AlphaZero к трем различным задачам управления. "Когда мы проанализировали данные AlphaZero, мы увидели, что алгоритм научился использовать базовую симметрию проблемы, которую мы изначально не рассматривали. Это был удивительный опыт", — говорит ведущий аспирант Могенс Далгаард.

Профессор Шерсон говорит о гибридизации: "Цель будущего должна заключаться в том, чтобы понять и разработать гибридные интеллектуальные интерфейсы, которые оптимально используют сильные стороны человека и машины".

Исследовательская группа сделала код открытым для доступа. "В течение нескольких часов со мной связались крупные технологические компании с квантовыми лабораториями и ведущие международные университеты, чтобы наладить будущее сотрудничество", — говорит Джейкоб Шерсон.

Дмитрий Бунецкий, специально для Delo.ua