Способы поспособствовать научно-техническому прогрессу

Где-то лет 10 лет назад простому человеку достаточно сложно было при желании поспособствовать научно-техническому прогрессу. Сейчас же, с развитием телекоммуникаций, доступа к образованию и ресурсам, это сделать становится намного проще. Кроме того, многие организации сами создают проекты для любителей. В последнее же время количество обращений к обычным смертным, инициатива с обоих сторон и количество результатов заметно возросли.

Способов таких много. Каждый из них требует разных способностей, времени, по-своему интересен. Здесь будет идти речь о них.

Распределённые вычисления

Самый простой способ. Если есть компьютер, который регулярно подключается к интернету, и его вычислительные мощности не используются (чаще всего так и есть), то можно подключится к одному или нескольким проектам. Сервер выдаст вам кусочек большого вычислительного задания, компьютер его со временем решит и отправит обратно. В результате будет решена часть большой научной проблемы. А много таких пользователей позволят сделать это быстрее.

Самыми известными являются проекты платформы BOINC, где можно найти задачи на практически любой вкус и цвет — биология (а значит и медицина), математика (а значит и многое другое), астрономия, физика, …

Есть и другие проекты. Но их уже надо искать. Например достаточно давно существующий проект GIMPS по поиску простых чисел Марсенна. Или например Folding@Home — российский проект по изучению сворачиванию белков.

Радиолюбительская помощь в поиске

Аэрокосмические агентства в случае проблем иногда обращаются к мировому сообществу радиолюбителей в помощи. Например в январе 2011 года NASA потеряла спутник. Далее обратилась за помощью к радиолюбителям. И именно они первыми поймали голос радиомаяка.

Во время проблем с Фобосом были подобные обращения.

Научно-технические конкурсы

Конкурсы проводятся различными организациями и имеют различные цели. Примеры:

Астрономический конкурс для программистов

Если вы увлекаетесь компьютерами, а точнее – программированием и обработкой изображений, то вас может заинтересовать объявленный международной группой ученых конкурс GREAT10 (GRavitational lEnsing Accuracy Testing), основной целью которого является создание алгоритма, способного помочь в поисках темной материи во вселенной.

Конкурс на технические идеи

К таким вещам отношусь осторожно, так как они имеют коммерческую основу. Но, как один из вариантов. Но есть и просто приемники идей.

Научная олимпиада от Google

Google каждый год предлагает школьникам и студентам из любого уголка планеты задать актуальные вопросы об окружающем мире и ответить на них посредством научных экспериментов. Проект поддерживают Европейская организация по ядерным исследованиям ЦЕРН, компания LEGO Group, журналы National Geographic и Scientific American.

Обращение к открытым массивам научных данных

В свободном доступе находятся большое количество научных данных, собранных например космическими аппаратами. В связи с этим пользователь интернета может получить эти данные, и, в зависимости от уровня подготовки и способностей, провести самостоятельное исследование. Примеры.

• Galaxy Zoo — интернет проект по классификации различных типов галактик. И там же список результатов, сделанных энтузиастами в проекте.

• Идентификация таинственных старинных научных устройств. Целью этой программы является идентификация ряда старинных научных приборов и устройств, которые до настоящего времени хранились на складах NIST. Люди, согласившиеся принять участие в программе, могут просмотреть онлайн архивы цифровых изображений приборов и отослать в NIST электронную почту с любыми предположениями и любой информацией о том или ином таинственном устройстве.

• Поиск околоземных астероидов - пример результата.

• Социальная сеть с использованием телескопов. Предоставляет открытый доступ к данным и управлению семнадцатью автоматическими исследовательскими телескопами, разбросанными по всему миру. Проект позволяет пользователям сети находить и получать интересующие их данные и фактически направлять телескопы-роботы на интересующий участок ночного неба.

• Поиск экзопланет из своего дома.

• Исследование, которое может повторить любой пользователь Интернета.

• Охотники за планетами: первые два планетных кандидата, выделенных непрофессионалами по данным архива Кеплера. В рамках проекта Zooniverse работает проект Planet hunters. Он предназначен для анализа данных по экзопланетным кандидатам силами любителей. В статье рассказывается о первых двух кандидатах в экзопланеты, выделенных непрофессионалами, а затем, после более детального анализа и дополнительных наблюдений, подтвержденных уже профессиональными астрономами.

• Поиск следов инопланетян на Луне.

Прямая помощь исследователям и разработчикам

Есть люди и организации, которые уже ведут свои проекты. И будут рады помощи.

• "Как непрофессионалу поучаствовать в создании настоящей космической ракеты?" — надо написать письмо Кристиану фон Бенгстону, датскому энтузиасту, 3 июня отправившему в полёт вполне себе годный для суборбитальных стартов носитель «Тихо Браге». Не забыв, понятно, изложить, что вы умеете, чем можете быть полезны и пр.

• Сборка паззлов для Пентагона.

Перенаправление усилий в научное русло

Была создана компьютерная игра, которая организована таким образом, что игроки способствовали решению научных задач. Результат — онлайн-игрокам потребовалось три недели на решение задачи, над которой ученые бьются больше десятилетия.

И другой интересный шаг от DARPA. В двух словах: DARPA для верификации программного обеспечения пытается привлечь толпу (crowd-технологии), в частности, геймеров. И для этого разрабатываются простые и понятные обычным людям игры. Пару месяцев назад они собирали конференцию и пытались как-то объяснить суть процесса.

Науку могут двигать и школьники. Средних и младших классов. Как случайно, так и организованно закономерно.

Патент на i-Путь

Только сегодня узнал подробности о том, что же мы запатентовали на ПРЦ i-Путь. Подробности находятся в реестре, а фасадную страничку можно обвести в рамочку и повесить на стеночку.

Книги

В последнее время для себя выработал некоторые правила при разборе книг.

Прежде всего по возможности количество книг сокращается до минимума. В идеале читается только одна.

Любая книга дочитывается до конца. Только если все не совсем плохо.

Чтение происходит как можно непрерывнее. Без перегрузки, но и без больших пауз.

К каждой из книг собирается план-конспект по ключевым понятиям. По различным существенным вещам, которые интересны или могут быть полезны.

Многая информация имеет обыкновение забываться. Плюс необходимо время для привыкания и наложения на общую канву. И для усваивания завожу таймеры на повторение: один раз через неделю и ещё один через месяц. В эти времена происходит Review (повторный просмотр) по тем самым ключевым понятиям.

Конрад Лоренц — Агрессия

Давно просматривал и прочитывал отрывками книгу Конрада Лоренца «Агрессия». И только сейчас освоил полностью.

Несмотря на то, что она была написана в 1966-м, — на русском её издали в 1994-м, и до сих пор весьма актуальна. И многие на неё ссылаются. И даже, можно сказать, воспитываются поколения биологов.

Книга научная и легко доступна в понимании рядовому пользователю. По своим научным соображениям и выводам отлично согласуется с современной эволюционной психологией.

Агрессия направлена согласно нишам в конкуренции

Агрессия направлена прежде всего на тех, кто завязан по тем же биологическим цепочкам. По тем нишам, где происходит конкуренция. Поэтому особенно враждуют между собой особи одного вида. Подобное может происходить, если разные виды борются за одни и те же ресурсы (например, белки, совы и змеи за дупло), но такое встречается намного реже, нежели конкуренция внутри одного вида.

Такая агрессия является причиной и следствием конкуренции. Те, кто эффективнее борются за ресурсы, лучше отбираются среди сородичей, нежели в борьбе с другими видами. И те улучшения, которые позволяют выжить в конкурентной борьбе, вытесняют более слабых.

Правило может распространятся не только для видов. Это могут быть например профессии людей (врачи не конкурируют с велосипедными механиками, поэтому агрессия со стороны одних на других меньше, нежели с одних на одних), компании на рынке (у кого одни и те же рынки сбыта, источники сырья, база специалистов, …).

Превращение внутривидовой конкуренции в тормоз эволюции

Агрессия возникла как конкуренция для выживания и совершенствования вида. Но такая конкуренция в дальнейшем приводит к практически чистой внутривидовой конкуренции. То есть, ресурсы тратятся не на увеличение потомства, занятия большей ниши, а на борьбу с себе подобными. И в общем, это больше представляет собой нецелевой расход ресурсов (бирюльки/украшения, атомные бомбы, оленьи рога и т.д.). Тут если все враждующие могут договорится, то все получат выгоду. Например если все договорятся не делать много атомных бомб, то они получат много ресурсов на более полезные вещи.

Для людей это более ярко стало выражено после получения ими преимущества над другими биологическими видами и с исчезновением врагов в естественной природе. Человек больше заботится о конкуренции среди людей, нежели способностью сражаться с природой или с решением приятных задач (познавать мир, премножение блага и возможностей, …).

Наблюдение у шимпанзе

Напрямую к теме книги не относится. Но факт в том, что у шимпанзе (и часто у человека) опыт перенимается у более старших, опытных и авторитетных сородичей, нежели у более молодых. У способных молодых просто забирают бананы, не думая о том, как они их достали.

Агрессия как фундаментальное свойство психики

Агрессия для каждого организма — это функция. Если она не реализуется, то пороговое значение снижается. Если реализуется, то остается на уровне.

В момент превышения порога агрессия срабатывает подсознательно, спонтанно. И, если не знать об этом факте, то человек не понимает, почему так происходит.

Таким образом, если агрессия долго не проявляется, то порог снижается. При большом снижении агрессия может проявиться на очень малые воздействия (драка на любой чих).

Для того, чтобы все было в порядке, необходимо проявлять агрессию на нецелевые источники (переориентация нападения). Или найти отрицательного героя.

Сложность изменения привычек

Людям и животным сложно менять свои привычки. Если привычка хотя бы раз возникла, то она приятна при повторении. Если привычка не выполняется, то человек/животное испытывает страх или неловкость. И привычка в таком случае превращается в ритуал/обычай, который необходимо выполнять. При этом человек/животное стремится его выполнить (это приятно) и особо не осознавая почему.

Такую же природу имеют ритуальные и магические действия (плевки через плечо, чёрная кошка и пр.) и невроз навязчивых состояний (если один раз себе внушить что-то).

Выполнять свою привычку приятно. Поэтому мы их любим. Как и традиции.

Эволюционно это в значительной части случаев положительное изобретение. Если что-то привело к благоприятному результату, то существу лучше это повторять (выполнять действие по протоптанному пути), при этом особо не вникая в причины и суть происходящего. А любое отклонение воспринимается как угроза.

Разность культур

В разных культурах развиваются разные системы жестов, позиций и пр. знаков общения. Поэтому при контакте культур могут происходить недоразумения. И также, близкие культуры общения больше доверяют друг другу. Это все происходит на подсознательном уровне.

Агрессия и дружба-любовь

Исследования говорят о том, что те виды, которые намного более агрессивны, имеют внутри своих сообществ эффективные системы торможения (чувства дружбы и любви). То есть, если представитель вида относится к сильновооруженным (способен с большой вероятностью одним ударом убить другого представителя своего вида), то такие животные намного более преданны, любвиобильны и дружелюбны к своим. Но при этом они более агрессивны к чужакам. Это относится например к волкам, собакам, крысам. Такой дуализм проявляется только для млекопитающих (у рептилий есть только агрессия, но нет любви). Но нет второго (дружбы/любви) без первого.

Люди находятся где-то на середине пути. Они успели приобрести несколько десятков тысяч лет назад орудия убийства сородичей, но эволюционно не успели все обрести эффективные механизмы торможения (любви).

Данный момент в книге интересно объясняется и обосновывается (почему внутривидовая агрессия приводит к большой любви и большой агрессии). И это очень хорошо согласуется с выводами современной эволюционной психологии и всякими теориями отношений. Не ожидал такую корреляцию в книге по этому фактору.

Отдельно отмечу факт того, что среди людей есть отдельные генетически отличные народы, которые более сильны в дуализме агрессия/любовь. Например индейцы юта — они намного более агрессивны против чужаков и более любвиобильны для своих. Думаю тот же эффект есть и для евреев (их очень долго притесняли и они постоянно в состоянии войны с соседями) — «Возлюби ближнего как самого себя[, а дальнего, т.е. чужака, возненавидь]». Для них это было не заповедью, а суровой жизненной необходимостью.

Средства сдерживания и перенаправления агрессии

Внутривидовая всечеловеческая агрессия опасна. Из-за неё вспыхивают многие войны, она движет многими сообществами. Движет до тех пор, пока оно но не покорит все. Но даже после этого из-за исчезновения объекта агрессии снижается порог и начинается раскол:

«Если бы какое-то вероучение на самом деле охватило весь мир, — пишет Эрих фон Хольст, — оно бы тотчас же раскололось по меньшей мере на два резко враждебных толкования (одно истинное, другое еретическое), и вражда и борьба процветали бы, как и раньше; ибо человечество, к сожалению, таково, каково оно есть»

И так — до бесконечности. Если с этим ничего не сделать, конечно.

Межнациональный спорт — одно из средств перенаправления агрессии. Вместо того, чтобы убивать соседей, можно с ними соревноваться в каком-либо безобидном виде. Это пример клапана против внутривидовой агрессии.

Другое — объединение всех под одной задачей (врагом). Например все вместе работаем на научном поле, отвоевывая у реальности плюшки, раздавая их всем.

Третье — интернационализация ценностей. Если у нас много друзей во многих странах — то мы вряд ли будем нападать на друзей.

Александр Марков — Рождение Сложности

Книга Александра Маркова — «Рождение Сложности». Рассказывает о современных представлениях эволюционной биологии. Делает это интересно, увлекательно, и позновательно. Книга написана так, что по уровню подготовки достаточно школьных знаний. И даже если есть пробелы, то это все равно не фатально.

Состояние эволюционной биологии таково, что в последние годы-десятилетия многое изменилось. И изменилось настолько, что буквально приходится переписывать учебники. Как изменилось и что из этого следует — описано в книге.

Здесь приведу несколько фактов, которые для меня оказались особенными.

Преджизнь

Информация о преджизни за последние годы существенно дополнилась и изменилась. Раньше достаточно часто встречал мнение о том, что до первой клетки очень мало чего известно и утверждать что-то достаточно сложно. В пример приводились опыты с попытками создать «первичный бульон» в надежде получить простейшие организмы, а также аргументы такого вида, что сложное одноклеточное не может быть собрано просто так из мусора.

Нынешние же представления этого периода преджизни сейчас существенно дополнены и детализированы. Когда изначально в результате соревнования химических реакций остаются только те, которые имеют наибольшую скорость, используют большее число ресурсов, образуют замкнутые циклы и др.. Когда шаги образования первых простейших (и разных простейших) происходят постепенно и эволюционно (такая эволюция преджизни), и вся цепочка данного этапа представляется в виде последовательных шагов-звеньев.

Поиск жизни в космосе

После прочтения книги сформировалось совершенно другое понимание о поиске жизни, которую сейчас ведут в космосе (в самой книге по этой теме ничего не сказано). На обывательском уровне не понятно, почему именно так идет поиск. Почему ищется вода, почему ищутся различные активные среды, что конкретно хотят найти там, где нет воды, а есть что-то другое, …

Совершенно не удивлюсь, если на других планетах и системах будут обнаруживаться различные формы преджизни. То есть, можно (и вполне вероятно) застать множество миров-планет, где имеется жизнь в виде простейших или допростейших формах. Особенность в том, что жизнь, развиваясь на нашей планете, прошла множество ключевых шагов и пережила ряд катаклизмов. А в других условиях может оказаться так, что катаклизмы были более жестокими, а какой-то из ключевых шагов оказался непреодолимым или на его преодоление не хватило времени-ресурсов, так как климатические, химические, физиологические условия везде могут быть совершенно разными. И от этого первоначального набора многое зависит.

Симбиоз — магистральный путь эволюции

Практически на всех уровнях эволюционирующих систем можно наблюдать данное свойство. В природе все живое находится в симбиозе, за очень редкими исключениями. Достаточно сложно создать универсальное существо, которое будет эффективнее любых других. Поэтому жизнь представлена в виде живых сообществ, в которых имеется множество взаимодействующих организмов. Эти организмы объединяются в цепочки, замыкающие циклы (так как один организм не замыкает цикл). Более специализированные существа занимают отдельные ниши. Отдельные типы существ работают сообща (например даже вирусы могут действовать в команде, в которой одни проникают через барьер, а вторые более эффективно заражают).

Осторожно в книге проводится проекция-аналогия на другие системы. То есть, подобными свойствами обладает культурная и социальная эволюция. От себя я бы дополнил эволюцию мемов и техноэволюцию.

Человек как симбиоз большого числа существ

Само понятие того, что человек является симбиозом большого числа существ. Они помогают нам переваривать пищу, усваивать кислород, защищаться от инфекций и мн. др.. При этом сами клетки нашего организма эволюционно являются результатом симбиоза различного типа существ.

ГМО

В пост-СНГ-шном обществе часто наблюдаю картину истерии по поводу ГМО. Есть объяснения и на народном языке, но вот после прочтения книги многие биологические процессы становятся более понятными, а позиция противников ГМО — ещё более средневековой.

Марков по-своему объясняет это явление. Но оно в любом случае есть и имеет существенные масштабы.

Кроме процессов ГМО в инструментах биологов и технологов числятся и другие способы. Например использование вирусов, как в истории с термостойкой травой — замечательный пример симбиоза вируса и растения. Когда растение, заражённое вирусом, становится устойчивым к повышенным температурам. К ГМО не имеет отношения, но по сути явление того же порядка.

Приобретение новых свойств в результате эволюции

С течением времени в результате эволюции становятся более значимыми следующие факторы: устойчивость (выживают более устойчивые и приспособленные), безотходность (выживают те формы, которые живут независимо и с минимумом потерь), усложнение (выживают более специализированные особи, находящиеся в симбиозе).

Виды, которые не выдерживают конкуренции — исчезают. Естественный процесс. И сейчас мы наблюдаем те виды, которые выжили. Они более устойчивы эволюционно, эффективнее сражаются с инфекциями, живут дольше (как особи, так и популяции), используют меньшее число разнообразных ресурсов (потребители нефти скоро вымрут), оставляют меньшее число отходов (Recycling), более сложны и разнообразны (эффективна специализация).

Контроль скорости мутаций

Долгое время считалось, что мутации — случайный внешний фактор и процесс в биологических организмах. И сейчас в учебниках это можно встретить в виде неприложного факта. Однако, живые существа в состоянии влиять на данный процесс. Как минимум регулировать количество допускаемых ошибок и качество репарации ДНК (восстановления измененных участков). Например в случае изменения условий обитания в худшую сторону популяция вирусов/бактерий может резко повысить вероятность мутаций, в надежде, что из получившихся мутантов получится кто-то, кто будет способен выжить в новых условиях.

Другим примером является иммунная система у животных и её аналоги среди микробов. Когда сборка антител происходит комбинаторно, а из получившихся вариантов выбираются те, кто способны бороться с болезнью и такие варианты размножаются и запоминаются. Но подобным оружием могут пользоваться и некоторые инфекции — изменяя свой геном или внешнюю оболочку во время своей жизни.

Следующим примером является факт того, что клетка в состоянии с помощью метилирования помечать отдельные позиции в ДНК, тем самым повышая вероятность мутации. То есть, отдельные участки генома, которые мутировать более безопасно, более оптимально, система может пометить и тем самым направить изменчивость в нужную сторону.

И очевидным примером является факт выбора брачного партнера. Когда в отдельных видах предпочитают партнера например с большей разностью по геному, со средней разностью, или с минимальной разностью, приводя к инбридингу.

Геном — не исходный и постоянный код

Геном — это не жесткая программа развития организма. Это скорее набор базовых программ для стройки. А как пройдет стройка — уже определяется не только внутренними факторами. Организм в процессе построения постоянно приспосабливается под окружающую среду. Поэтому если мы имеем близнецов, то в разных условиях они могут развиться очень по-разному. И чем раньше условия будут более разными, тем более существенны будут отличия.

Направленность эволюции

Эволюция очень зависит от условий, в которых она проходит. Да, появление мутаций случайны, но чем более высокоорганизована система, тем меньшее число степеней свободы имеет популяция в своем развитии. То есть, если рассмотреть очень похожие условия обитания двух одинаковых генетически изолированных популяций, то у них конечно имеется множество путей развития. Но одни из них более вероятны, а другие менее. И чем более высокоорганизованные существа в популяции, тем у них меньше свободы маневра. И в одной и той же среде они скорее всего пойдут по очень похожему пути, отличаясь только в деталях.