'Вопросы к интервью

Н. Асадова 16 часов и 8 минут в Москве. У микрофона Наргиз Асадова и мой соведущий Егор Быковский, заведующий отделом науки журнала «Вокруг света». Добрый день всем. Добрый день, Егор.

Е. Быковский Здравствуйте, дорогие друзья. Привет, Наргиз.

Н. Асадова Сегодня у нас очень интересная, но сложная первая тема. Егор её сейчас представит.

Е. Быковский Очень интересная, но сложная. Как обычно мы с Наргиз целыми днями просматриваем научные журналы. Некоторое время назад в Nature, точнее, в его подразделении Nature Photonics, я натолкнулся на любопытную публикацию про то, что группа физиков из Российского квантового центра под руководством профессора Александра Львовского изобрела способ восстановления квантовой запутанности – феномена, который потенциально представляет большую ценность в создании новых технологий связи. В работе принимали участие также специалисты в области квантовой физики из университета Квинсленда. Публикацию эту мы прочитали и сразу обратились в Квантовый центр. И оказалось, что мы можем пригласить в студию одного из авторов, нам повезло. И вот он сегодня с нами.

Н. Асадова Да, Александр Львовский, профессор Физического факультета Университета Калгари и член научного совета Российского квантового центра. Здравствуйте, Александр.

Е. Быковский Здравствуйте.

Н. Асадова Расскажите нам, пожалуйста, о том прорыве, которого вам удалось достичь в вашем центре.

Е. Быковский Он был такой длинный прорыв, у него большая история, много лет.

Н. Асадова Достижение, да.

А. Львовский У квантовой запутанности действительно очень большая история. Её открыл Эрвин Шрёдингер ещё в 1935 году, когда он писал о своей кошке, он тогда же предложил термин квантовой запутанности.

Н. Асадова Да, все… кота Шрёдингера. У нас даже есть теперь журнал с таким названием в России.

А. Львовский Да. И недавно, может быть, лет 20-30 назад люди поняли, что квантовую запутанность можно использовать для коммуникации, а именно для передачи информации на далёкое расстояние абсолютно секретным образом, то есть так, что её никто не может подслушать.

Таким образом, квантовая запутанность является важным ресурсом. Однако проблема в том, что когда запутанное квантовое состояние, главным образом оптическое, передают…

Е. Быковский А давайте, Александр, на секундочку просто напомним в двух словах, что такое запутанность. Не все же физики.

А. Львовский Думаете, я сам помню? Смотрите, это объяснить не очень просто. Но есть такой классический аналог, может быть: представьте себе, что у нас есть Алиса, которая на Венере и Боб, который на Марсе. У нас есть два шарика – синий и красный. Мы один из этих шариков посылаем Алисе, а другой – Бобу. При этом не знаем, какой куда. Посылаем запечатанный конверт. Алиса открывает свой конверт, обнаруживает в нём красный шарик, и говорит: ага, значит у Боба синий шарик. То есть такая корреляция. То есть неизвестно…

Н. Асадова Как только ты узнаёшь, какой у тебя шарик, так сразу же ты знаешь, какой шарик на другой планете.

А. Львовский Да. Можно так говорить, что получается передача информации на расстояние. На самом деле, конечно…

Н. Асадова Одномоментное.

А. Львовский Да, никакой передачи нет. Но так в каком-то смысле сначала было секретное состояние, а теперь оно стало определённым. И как только оно стало определённым в одном месте, сразу же стало определённым и в другом месте.

Е. Быковский При этом такие кванты могут быть разнесены на любое расстояние, хоть на другой конец Вселенной.

А. Львовский Совершенно верно. И чем квантовая запутанность отличается от этой классической корреляции, о которой я сейчас рассказал – это тем, что эти шарики вначале не имеют какого-то определённого цвета. То есть нельзя в принципе говорить об определённом цвете шарика у Алисы или у Боба, пока один из них не посмотрел на этот шарик, не померял его состояние. И только тогда шарик у другого партнёра обретает определённый цвет.

Н. Асадова А в чём же суть вашей работы? Давайте к этому перейдём.

А. Львовский Как я сказал, конечно, когда посылаются реальные шарики… что можно использовать для коммуникации? Либо радиоволны, как мы сейчас делаем, либо световые волны, что мы тоже сейчас делаем, но этого не видим. Потому что волоконные кабели зарыты в землю, поэтому их не все видят, но тем не менее информация передаётся сейчас, насколько я знаю, отсюда из студии к передатчику.

Так вот, если мы используем оптический канал для передачи квантовой информации, а именно для передачи одной из частей запутанного состояния, при этом эта запутанность теряется, состояние распутывается. Нужно придумать…

Н. Асадова Уже частицы друг на друга не влияют, соответственно, передаётся эта информация.

А. Львовский Влияют гораздо меньше. Нужно как-то придумать способ, чтобы вернуть эту запутанность, восстановить эффект потерь. И наша работа и заключалась в том, чтобы придумать это и осуществить на практике.

Н. Асадова И как? Удалось ли? На каком расстоянии вам удалось это сделать?

А. Львовский Расстояние там было, не помню, где-то 2 м, это всё на одном столе, оптический стол, примерно такого же размера, как вот этот стол.

Е. Быковский Он побольше. Я вспомнил вашу лабораторию. Там был, по-моему, стол в несколько раз больше.

А. Львовский 1,5х3 м.

Е. Быковский Да? У страха глаза велики.

А. Львовский Но мы промоделировали потери, поставив просто обычный аттенюатор, тёмное стекло, примерно как в солнечных очках, стекло, потери в котором эквивалентны примерно потерям в 65 км оптического волокна.

Н. Асадова Хорошо. И как вам удалось? То есть получается, что вы проникли в суть немножечко этого состояния запутанности? То есть если вы сумели его восстановить, то как это?

А. Львовский По крайней мере, теоретическое понимание было задолго до нашего эксперимента. Метод, который мы применили, называется метод квантового катализа, или более общё – метод бесшумового усиления. Первый эксперимент по этой теме мы провели ещё в 2002 году, ещё давно, я тогда жил в Германии. Но тогда мы применили его просто к одному лучу света, ни к какому запутанному состоянию, а сейчас использовали этот эффект для восстановления запутанности.

Н. Асадова Смотрите, вы говорите, что благодаря этой технологии можно, например, связь установить, которую нельзя прослушать, то есть избежать прослушки. А почему это так возможно? Можете объяснить? Как этот механизм работает?

А. Львовский Это основано на такой одной из аксиом квантовой механики, заключающейся в том, что если кто-то попытается померить квантовое состояние, он неизбежно его изменит.

Н. Асадова Это как раз кот Шрёдингера?

А. Львовский Это пока не совсем кот Шрёдингера. Но если, допустим, у нас есть та же самая оптическая коммуникационная линия и кто-то эту линию разрезал, какой-нибудь шпион линию разрезал и пытается эти фотоны украсть, которыми Алиса посылает сообщение Бобу, то, допустим, пытается эти фотоны украсть, померить и потом послать такие же. Так вот, у него это не получится. Он не сможет послать точно такие же фотоны. Таким образом, этот шпион неизбежно будет замечен. И Алиса и Боб смогут просто прекратить передачу.

Е. Быковский Там, наверное, дело не только в шпионе, а в том, что это состояние может быть разрушено всякими случайными факторами, которых и так хватает – естественные потери. Почему, собственно… Я читал когда-то про это, и было написано, что на расстоянии больше, чем несколько км или несколько десятков км, не удавалось передавать таким способом информацию.

А. Львовский Это действительно так. Потому что, смотрите, в волоконной линии половина всех фотонов, половина оптической энергии теряется каждые 10-15 км. Казалось бы, это совсем не много. Однако если расстояние сколько-нибудь значительно, допустим, от Москвы до Петербурга, 750 км. Если посчитать, то получится миллиард миллиардов раз. То есть только один из миллиарда миллиардов фотонов достигнет цели. О какой коммуникации можно тогда говорить?

Е. Быковский Серьёзное падение сигнала.

А. Львовский Да. Но, конечно, эти потери присутствуют и в классической коммуникации. Они есть и в обычной связи, которая у нас сейчас используется. Однако эта проблема решается с помощью усилителей, так называемых повторителей. То есть каждые несколько км стоит этот усилитель, который возвращает уровень сигнала к первоначальному. Проблема в том, что в квантовой коммуникации такие повторители нельзя использовать, потому что такой повторитель неотличим от шпиона. То есть как работает усилитель? Он практически меряет сигнал, а потом посылает такой же сигнал дальше, то есть делает ровно то же самое, что делал бы шпион.

Е. Быковский Пересказывает.

А. Львовский Да.

Н. Асадова А по поводу тоже передачи информации. Насколько я понимаю, то в ходе передачи информации она с определённой долей вероятности… Сегодня вероятность – это самое главное понятие, мне кажется, в квантовой механике. То есть с определённой долей вероятности эта информация дойдёт вот в таком виде. Но есть ещё вероятность, что она в таком виде не дойдёт. Как с этим быть? И как увеличить вероятность, что дойдёт правильная информация?

А. Львовский Знаете, в квантовой механике существует понятие квантового состояния. То есть это некое более глубокое описание вероятности. Но и мы эти состояния можем менять, и, в частности, мы можем их усиливать, можем увеличивать долю непустых событий в нём, увеличить вероятность нахождения в нём фотонов, и благодаря этому…

Н. Асадова А за счёт чего это происходит?

А. Львовский Это сложно объяснить. Тот самый эффект квантового катализа, который я упомянул. Если так на поверхности говорить, то после того, как один из наших каналов претерпел потери, мы берём фотон, совершенно отдельный, из какого-то совершенно другого источника, примешиваем его к тому каналу, который испытал потери.

Е. Быковский В этот момент с точки зрения здравого смысла шума должно стать ещё больше.

А. Львовский Совершенно верно.

Е. Быковский А на самом деле наоборот получается.

А. Львовский А дальше смотрим на часть этого канала. То есть мы отделяем часть этого канала с помощью полупрозрачного зеркала и смотрим на часть, есть там фотон или нет. И дальше выбираем только те события, в которых мы фотон обнаружили. Если фотон обнаружен… так вот оказывается, что в другом канале, не том, который мы отделили, а который остался – в нём запутанность с Алисой оказывается выше. Это совершенно странный эффект. Потому что, смотрите, мы добавили фотон, а потом вычли фотон. Казалось бы, ничего не могло измениться. А, оказывается…

Н. Асадова Это в нормальном мире, а не в мире квантовой механики.

А. Львовский Именно так.

Н. Асадова Тут нам из Ярославля Анатолий пишет про кота Шрёдингера, говорит, что это был не кот, а кошка. Может, всё-таки поясните, что там за история.

Е. Быковский Там был cat. Неизвестно, кто это был вообще.

А. Львовский Шрёдингер, конечно, писал про кошку. Статья была по-немецки. Но потом это перевелось на английский, а потом уже перевелось на русский с английского.

Н. Асадова И кошка превратилась в кота.

А. Львовский Поэтому такое случилось.

Н. Асадова А в чём суть этого умозрительного эксперимента?

А. Львовский Это чисто умозрительный эксперимент. То есть тут надо понимать, что ни одно животное в ходе его не пострадало. Но суть как раз в том, что Шрёдингер придумал этот эксперимент для доказательства абсурдности, даже не абсурдности, а непонятности, несоответствия квантовой механики здравому смыслу. А именно речь идёт о том, чтобы создать запутанное состояние квантовой частицы, а именно атома, с кошкой. Эксперимент мысленный он представил себе такой, что берётся радиоактивный атом, который может распасться, а может не распасться. Если он распадается, распад регистрируется детектором, который в свою очередь запускает молоток, который разбивает колбу с ядом, находящуюся в той же комнате, что и кошка. Кошка, естественно, умирает. Таким образом, атом, находясь в стадии квантовой суперпозиции распавшегося и нераспавшегося состояний, оказывается запутанным с кошкой, которая в состоянии либо живом, либо мёртвом.

Н. Асадова То есть кошка одновременно и мертва, и жива получается?

Е. Быковский Как атом: то ли распался, то ли не распался. Мы про него это не знаем.

А. Львовский Да. Не просто кошка либо жива, либо мертва. А кошка и атом вместе. Состояние запутанное. Атом целый – кошка целая. Атом распавшийся – кошка мёртвая.

Н. Асадова Андрей вас спрашивает: «Возможно ли передача информации путём диффузии квантовых состояний по нейронам без переноса частиц – электронов, ионов и прочее».

А. Львовский Вы знаете, это глубокий хороший вопрос. То есть фактически он спрашивает, является ли мозг квантовым компьютером. Вы знаете, подавляющее большинство научного сообщества, в том числе и я, считает, что не является. Почему? Потому что квантовые системы чрезвычайно хрупки. Особенно чем они макроскопичнее, тем они больше, тем тщательнее их нужно оберегать от какого-либо взаимодействия с окружающей средой, чтобы они не потеряли свои квантовые свойства, не потеряли запутанность. Именно поэтому мы не видим кошек Шрёдингера. Потому что как только мы её увидим, она сразу же распадётся, приобретёт либо одно из своих свойств, либо другое.

Так вот, поэтому большинство научного сообщества считает, что мозг всё-таки не настолько изолирован от окружающей природы, чтобы он мог вообще в принципе как-то быть квантовым компьютером. Теперь, незначительная часть учёных считает по-другому, считает, что мозг обязан быть квантовым компьютером. И в принципе этой частью, как правило, можно было бы пренебречь, если бы к его числу не относились всякие знаменитые учёные, такие как Роджер Пенроуз, Антон Цайлингер и некоторые другие.

Н. Асадова Почему они считают, что мозг – это квантовый компьютер? Какие у них убедительные аргументы? Или для вас никаких убедительных аргументов они…

А. Львовский Думаю, что часть этих аргументов просто заключаются в том, что человеческое мышление настолько сложно, что невозможно представить себе, как его можно воспроизвести с помощью обычного компьютера.

Е. Быковский Мне кажется, что они настаивают не столько на том, что мозг обязательно должен быть квантовым компьютером, сколько на том, что информация передаётся не биохимическим электрическим способом, а другим, потому что скорость передачи информации небольшая, а мозг действует быстрее. И не очень понятно, за счёт чего. И ищутся просто какие-то другие пути решения этой проблемы, в том числе, возможно, и эта. Но это просто одна из гипотез.

Н. Асадова Ещё один вопрос от Авилова Виталия. Он спрашивает, не является ли квантовая запутанность, работы, в частности, которыми вы занимаетесь, первыми шагами к телепортации? Условно говоря, если мы можем информацию передавать с одной планеты на другую со скоростью мысли, то, может быть, и не только фотоны.

Е. Быковский А это на самом деле не передача информации. Александр сразу оговорился по этому поводу, когда мы в начале передачи об этом говорили. Но лучше сами поясните.

А. Львовский Запутанность на самом деле действительно используется для телепортации. Квантовая телепортация, тут я хочу сразу сказать, что квантовая телепортация – это никакая не фикция, не научная фантастика, это реальность. Другое дело, что, во-первых, передаётся не сама частица, а её квантовое состояние. А, во-вторых, её возможно реализовать только с очень маленькими, микроскопическими элементарными квантовыми частицами, такими как, например, фотоны. Сейчас говорят иногда про телепортацию атомов или молекул. На самом деле речь идёт не о полной телепортации атома или молекулы, а о том.

Е. Быковский Передаче состояния.

А. Львовский Даже не всего состояния, а только части состояния. У атома есть определённый спектр энергии, бесконечное количество энергетических состояний. Телепортировать умеют только небольшую часть этого спектра, пару или тройку состояний.

Что нужно для телепортации? Для телепортации действительно нужно запутанное состояние. То есть для того чтобы Алисе, например, телепортировать фотон с Венеры на Марс, нужно сначала создать запутанное состояние двух других, не имеющих отношения к Алисиному фотону, и дальше Алиса должна произвести измерение на этой паре фотонов, и в результате этого измерения у Боба магическим квантовым образом окажется копия первоначального фотона Алисы.

Е. Быковский Какой-нибудь слушатель сейчас наверняка спросит: а зачем нам телепортировать материю? Совершенно не обязательно. Материи и так везде навалом. Главное – информацию о ней телепортировать.

А. Львовский В принципе правильно. В принципе тут рассуждение совершенно верное. Но другое дело, что материя всё-таки на другом конце провода должна быть. Если мы хотим телепортировать капитана Пикарда на планету Бета-Зет, для этого нужно сначала создать двух таких же Пикардов, одного на корабле, другого на планете Бета-Зет, привести этих двух Пиккардов в запутанное состояние, которое будет включать в себя все возможные состояния капитанов Пиккардов, которые только бывают, и дальше провести измерения на тех Пиккардов, которые на корабле, и тогда тот, который на планете, окажется в правильном квантовом состоянии. Это показывает, насколько сложна телепортация макроскопических объектов, а тем более живых объектов, насколько это даже не астрономически, а экспоненциально астрономически сложно.

Н. Асадова А саму запутанность создать точно уже умеют? В каких странах этим занимаются?

А. Львовский Запутанность, безусловно, умеют создавать. Как я говорил, чем крупнее, чем макроскопичнее запутанное состояние, тем сложнее его создать. Допустим, создать запутанную кошку очень сложно, потому что это огромное состояние. Запутать её несложно. Сложно потом избежать её взаимодействия с окружающим миром.

А так запутанный фотон действительно создать относительно несложно. Запутанный атом, запутанный ион. Сейчас рекорд, я бы сказал, что сделан квантовый регистр из 14 ионов. В запутанном состоянии, они в такой маленькой ловушке все вместе находятся. Вот такое делать умеют.

В каких странах. Знаете, в России очень любят на самом деле спрашивать: какие страны впереди, какие страны позади? В науке так неправильно говорить.

Е. Быковский Коллаборации – они такие штуки, растяжимые.

А. Львовский Во-первых, коллаборации. Во-вторых, наука всё же состоит из личностей. И человек работает в одной стране. Ему предложили в другой стране позицию – он переехал в другую сторону. Современная наука очень динамична.

Н. Асадова Вы знаете, человек может переехать куда угодно. Но имеется в виду государства, которые вкладывают деньги в такого рода исследования, или нет. Какие государства заинтересованы больше всего в такого рода работах, в такого рода исследованиях? И это понятно, что эти исследования длятся годами, десятилетиями. И всё это время нужно тратиться на учёных, на всё, что связано с этими исследованиями.

А. Львовский Да, безусловно. Что касается непосредственно этих запутанных ионов, которые я упомянул. Есть очень сильная лаборатория в Австрии. В Инсбруке есть, в США. Но сейчас они появляются во всём мире. То есть если 10 лет назад такие исследования велись в 2-4 лабораториях, то сейчас они ведутся в 50 лабораториях. Как только появляется какая-то перспективная тема, сразу же многие страны начинают…

Е. Быковский Что касается твоего вопроса и этой области, то здесь как раз Россия впереди всех получается. Вот я читаю авторов публикации: Уланов, Фёдоров, Пушкина, Курочкин, Львовский и Тимоти Ральф. Тимоти Ральф откуда взялся?

Н. Асадова Как затесался в вашу дружную компанию?

А. Львовский Он австралиец. Очень известный теоретик именно в области вот дистилляций запутанности, в области бесшумового усиления, той области, к которой относится, в частности, наш квантовый катализ. И когда у нас возникла идея проводить этот эксперимент, мы его просто пригласили. Мы уже даже начали эксперимент, пригласили Тима Ральфа, чтобы он помог нам над каким-нибудь теоретическим обоснованием, помог, что мы называем в науке грубым словом «продать», то есть помог представить нашу работу сообществу. И, кроме того, помог проанализировать наши результаты с точки зрения теоретических… потому что мы экспериментаторы, а он теоретик.

Н. Асадова К сожалению, эта наша тема подошла к концу. С нами был Александр Львовский, профессор физического факультета Университета Калгари и член научного совета Российского квантового центра. Мы сейчас прервёмся на краткие новости, а затем вернёмся в эту студию и продолжим нашу передачу.

НОВОСТИ

Н. Асадова: 1635 в Москве. У микрофона по-прежнему Наргиз Асадова и Егор Быковский, заведующий отделом науки журнала «Вокруг света». И мы продолжаем передачу «Наука в фокусе». Я просто хотела сказать комплименты нашей аудитории сегодняшней, нашим слушателям, которые прислали очень хорошие вопросы. Мы не все успели задать нашему гостю. Но на самом деле мы запишем, и, возможно, он вам вне эфира ответит, и мы их озвучим, просто его ответы в какой-то следующей нашей передаче.

Е. Быковский Не за все вопросы дал бы я комплименты.

Н. Асадова Но довольно много было хороших. Всякие люди, как ты знаешь, пишут на «Эхо Москвы».

Е. Быковский Это да.

Н. Асадова И я напомню, что у нас ещё в третьей части нашей передачи есть рубрика «Вопрос-ответ». И вы можете уже сейчас начать присылать свои вопросы о том, как устроено мироздание. В общем, любые вопросы, которые вы бы хотели задать экспертам, учёным. +79859704545 – это телефон для СМС. И мы сейчас все ваши вопросы можем прочитать, самые лучшие мы запишем и потом адресуем их нашим экспертам, которые сотрудничают с нашей передачей, учёным. И в последующих передачах мы будем озвучивать ответы на них.

А сейчас мы представим вам следующую нашу тему. А тема звучит так: «Куда ушли тараканы?». Это на первый взгляд забавная тема. Но если вдуматься, она говорит о довольно важных явлениях в нашей жизни и природе. Где-то последние пару лет, наверное, очень часто я слышу от всяких разных знакомых, что исчезли из квартир тараканы. Я могу сказать по себе, что да, я тоже уже очень…

Е. Быковский Вообще я слышу только от московских знакомых. Потому что, как оказалось, не во всех городах это есть. Хотя излучение более-менее одинаковое сейчас везде.

Н. Асадова В общем, очень многие люди, вполне образованные, просвещённые, меня всерьёз уверяли в том, что ушли тараканы от того, что появились мобильники в большом количестве, вот это излучение мобильных телефонов очень пагубно сказалось на тараканах, видимо, и на нас тоже. Но тараканы аж сбежали от этого. В общем, странная достаточно гипотеза, потому что, как ты верно заметил, в других городах России, хотя тоже есть сотовые телефоны, они никуда не ушли. И я тоже сейчас была в Китае, как раз в биотехнологическом институте. И хочу сказать, что в Китае я тоже видела тараканов. А там сотовых телефонов больше, чем достаточно.

Е. Быковский Побольше, чем здесь.

Н. Асадова Поэтому там были какие-то ещё версии, что какой-то вирус поразил бедных тараканов, и они повымирали.

Е. Быковский С пчёлами, например, происходит неприятная вещь в этом смысле.

Н. Асадова Да, это правда. В общем, мы решили обратиться к специалисту, к Илье Колмановскому, заведующему лабораторией биологии Политехнического института, кандидата биологических наук. И вот, что он мне рассказал.

Илья, скажи, куда же ушли тараканы и почему.

И. Колмановский Примерно 15 лет назад для тараканов вообще во всех больших городах мира и особенно Европы настали плохие времена, потому что владельцы квартир стали покупать новое поколение вот этих замечательных чёрных пластмассовых ловушек, после которых тараканы действительно стали исчезать. И там простая идея: вместо того чтобы разбрызгивать по квартире яд, к которому тараканы, глотая его по чуть-чуть, могут быстро приспособиться, и могут появиться тараканы, которые генетически устойчивы к этому яду. Как бы мы устраиваем среди них естественный отбор и выводим всё время новую и новую породу тараканов, которые устойчивы к яду. Так вот вместо того, чтобы разбрызгивать яд по чуть-чуть, лучше ставить ловушки с очень сладкой ядовитой приманкой. Все животные в природе сладкое считают признаком калорий, признаком ценной еды. Тараканы чувствуют вкус примерно как мы. И, как и люди, они очень любят десерты. Яд всегда поедался в больших количествах, действовал в полную силу, и никто не мог уйти после такой казни. Получается, что мы надёжно убиваем тараканов и не ищем среди них какой-то 1% уникальных тараканов, устойчивых к этому яду. Ни одного процента не остаётся. И тараканы погибают. Это такая хорошая новость.

Но есть плохая новость, состоящая в том, что эта эпоха, кажется, заканчивается. Потому что недавно немецкие учёные заметили, что в последние годы тараканы стали снова размножаться в больших количествах в городах, не обращая внимания на отраву. Поймав некоторое количество таких успешных тараканов, учёные поставили несколько экспериментов и увидели, что они вообще не любят сладкое. И это уникальные тараканы. Вообще что они о себе думают?

И этот вопрос задали учёные себе. И их инструменты сегодня настолько изысканны, что они позволяют залезть в голову таракана и действительно узнать, что он думает.

Для начала давайте поговорим о том, что думаете вы, например, ты, Наргиз, когда к тебе в рот попадает конфета.

Н. Асадова Что это вкусно и хочется её съесть.

И. Колмановский Давай разберёмся на уровне нейронов. На поверхности клеток, которые находятся на твоём языке, есть особые молекулы – рецепторы. Они позволяют различать вкус: сладкое, горькое, солёное и так далее. Каждый рецептор соединён с клетками мозга, с нейронами. И когда на язык попадает сладкое, срабатывают рецепторы сладкого. И в мозге зажигаются нейроны сладкого. И от них идёт сигнал в разные отделы мозга. Отдел эмоций говорит: о, круто, хочу ещё. Отдел долгосрочной памяти говорит: а, я помню, это конфета «Мишка на Севере»; а моторный отдел приказывает челюстям жевать, а рукам хватать побольше и побольше, потому что есть инстинкт, что это калории, что это очень ценно, поможет тебе выжить и оставить больше потомков.

У тараканов всё похоже. Но только нет языка. Зато эти рецепторы разбросаны по всем усикам и даже по ногам. И учёные смогли разобрать сигналы, которыми обмениваются нейроны обычных и сверхживучих новых тараканов. И выяснили поразительную вещь, что когда этим сверхживучим тараканам попадает сладкое, оно кажется им горьким. Это уникальные мутанты. А горькое в природе, как правило, ядовитое. Поэтому мы не любим горькие вещи. Это нужно, чтоб мы их не ели и не отравились. Новые тараканы не только не едят сладкую приманку, они вообще обходят ловушки стороной, потому что уже выучили, что там вот эти сладкие гадости. И дальше, что очень интересно в этой немецкой работе, они наловили очень много диких тараканов, которые никогда не были в городах и не видели ловушек. И оказалось, что среди них есть тоже такие странные умники. Очень маленький процент. Они медленно растут. Потому что они избегают самых калорийных подачек судьбы. И вообще дикие тараканы, наверное, считают их лузерами и неудачниками. Но случаются времена, когда именно таким неудачникам везёт. Их умение не идти в ногу со всеми приносит им счастье. И эти времена как раз наступили в последние десятилетия. Учёные создали условия предпочтения для таких странных мутантов.

Н. Асадова Но в России я пока не вижу, пока тараканов в квартирах как-то не стало.

И. Колмановский Да, это начинается из Европы. И мы их начнём привозить в чемоданах и в карго. И, может быть, мы, россияне, москвичи невольно проводим сами этот отбор среди диких тараканов. Они постепенно за несколько десятилетий начнут заселяться в наши города, и, скорее всего, это приведёт к появлению новых приманок, в которых будет что-то привлекательное для этих уникальных тараканов, которые сладкое считают горьким.

Но вообще я хочу сказать, что наши плохо действующие яды постоянно создают какие-то новые формы живых существ. Самый страшный и важный пример – это антибиотики. Они убивают микробов. Но если доза будет не очень большой, то часть микробов может выжить. И среди них, возможно, есть такие же необычные существа, которые лучше других переживают действие отравы. Именно из-за этого в больницах, то есть там, где чаще всего применяются антибиотики, появляются особые сверхустойчивые микробы. Врачи их очень боятся, потому что если на них не будут действовать антибиотики, эти микробы могут наделать большую беду, заражая людей.

Н. Асадова Да, да, мы уже наших слушателей много раз про это предупреждали и делали передачу про антибиотики, и как их нужно правильно применять и аккуратно. А если вернуться к насекомым, я знаю, что ещё одно насекомое постепенно изучает с планеты Земля – это пчела. Что на неё так подействовало?

И. Колмановский Это загадка. Действительно, есть синдром внезапной гибели пчелиных колоний. И это очень пугает специалистов по сельскому хозяйству, потому что, вообще-то говоря, если мы останемся без пчёл, мы останемся не без мёда – мы останемся без урожая, потому что многие плодовые деревья полностью зависят от опыления пчёлами. И почему это происходит, неизвестно. Есть несколько гипотез. Есть гипотеза какого-то вируса, который их охватил. Есть гипотеза стресса, который они испытывают из-за антропогенной нагрузки – из-за шумов, или, может быть, близости цивилизации. Точного ответа нету. Мы не знаем, что происходит с пчёлами.

Н. Асадова Кто-нибудь занимается этим как-то предметно?

И. Колмановский Это большая тема. Это одно из главных направлений сейчас для защитников насекомых. Они это изучают. Просто нет консенсуса. Неясно, что происходит. И нету спасения.

Н. Асадова Сколько там осталось пчёл, допустим, в России? Я знаю, что раньше было в Подмосковье в нескольких городах. А сейчас осталось только в Наро-Фоминске, ещё буквально в одном где-то месте, а в остальных местах всё уже, пчеловодство не развивается.

И. Колмановский Это скорее социальная какая-то вещь. То есть вопрос – почему у нас вообще сельское хозяйство не очень развивается. И скорее дело в бизнесе и в том, как он сейчас устроен, и какие для него трудные условия, для такого рода производства. Но в мире, там, где большие пчеловодческие хозяйства, там действительно есть определённые угасания. Я не знаю точных процентов, какими темпами, но вообще пчёлам грозит опасность.

Н. Асадова Спасибо тебе большое за то, что поучаствовал в нашей передаче. Всего доброго.

Это был Илья Колмановский, заведующий лабораторией биологии Политехнического института, кандидат биологических наук. Нам пишут наши слушатели, присоединившиеся к нашей теме. Например, Валентин из Москвы пишет, что «У нас на даче больше не летают осы, стало очень мало мух и комаров, хотя место глухое, вокруг один лес. За последние три года исчезают насекомые. Мы думаем – это ухудшающаяся экология этих мест, хотя рядом нет вообще никаких вредных производств». И на самом деле несколько ещё нам таких СМС-ок пришло, где люди отмечают, что исчезают насекомые, а за ними и птицы. Например, синицы, снегири, трясогузки. Из Ярославля нам пишет наш слушатель.

Е. Быковский Экология вообще зависит не только от плохих производств. Она вообще постоянно меняется. Исчезла какая-то кормовая база, какие-нибудь мушки мелкие – и тут же исчезли те, кто ими питается, всякие крупные насекомые. Так что не обязательно это значит, что вокруг вашей дачи разложены промышленные отходы.

Н. Асадова Ещё Евгений из Челябинска свою гипотезу, почему тараканов стало значительно меньше: «Перестали белить известью. Тараканам не хватает кальция».

Е. Быковский И у них выпали все зубы и волосы.

Н. Асадова Зато у нашего слушателя Евгения хватает чувства юмора, что прекрасно. Давай объявлю ещё раз телефон для СМС: +79859704545. Присылайте, пожалуйста, свои вопросы к нашей рубрике «Вопрос-ответ». Сейчас мы прервёмся на пару минут, а потом вернёмся в эту студию.

РЕКЛАМА

Н. Асадова Продолжаем передачу «Наука в фокусе». В студии Наргиз Асадова и Егор Быковский. И сейчас наша любимая рубрика «Вопрос-ответ». +79859704545 – это телефон нашего прямого эфира, куда можно присылать СМС-ки и задать свой вопрос. А сейчас мы озвучим ответы на некоторые вопросы, которые вы присылали в предыдущих передачах. Итак, мне понравился вопрос от Насти: «Как глазам удаётся двигаться одновременно? Почему мы не смотрим ими в разные стороны?».

Е. Быковский Когда, Настя, мы переводим взгляд или следим за движущимся объектом каким-то, наши глаза движутся в орбитах в одном и том же направлении. И одновременно, как вы правильно заметили. Эти согласованные движения называются «саккады». Они также движутся и в другом направлении, когда мы переводим взгляд с дальнего объекта на ближний. В этот момент точки фокусирования сближаются или вообще совмещаются.

Когда мы смотрим вдаль, точки фокуса наоборот расходятся. Все эти движения производятся с помощью шести специальных мускулов, которые прикреплены к стенке этого помещения, в котором у нас сидит глаз, и крепятся к стенкам. А мускулы эти управляются или сознательно глазодвигательным участком, когда вы думаете «дай-ка туда посмотрю», или в автоматическом режиме управляются подкорковым органом, который называется «верхний холмик». Наверное, можно было как-то организовать мозгу во время эволюции, чтобы глаза смотрели в разные стороны, но, видимо, это занимается слишком много мыслительных усилий.

Н. Асадова А потом, я так понимаю, что изображение, которое мы получаем одним глазом, оно совершенно не такое, какое мы получаем двумя.

Е. Быковский Конечно. Глубины резкости не будет. То есть ты увидишь всё в 2D, не в 3D. Два глаза удобно, потому что они дают трёхмерную картинку.

Н. Асадова А вот Сергей нам пишет с восклицательным знаком: «Глаза могут двигаться! И асинхронно!». У некоторых – безусловно. Наверняка, Сергей, вам это удаётся.

Е. Быковский Вращаются самым забавным образом. Наверное, для того, чтобы переварить картинку, это не очень удобно. Чёрт-те что в мозг поступает.

Н. Асадова Ещё одна наша слушательница Н. К. из Москвы прислала по поводу предыдущей темы, по поводу тараканов и пчёл: «Настолько мало насекомых стало на садовом участке, что перешла на самоопыляемые сорта огурцов, как и на застеклённые лоджии в городе». Так что не только пчёлы исчезают. Тараканы возвращаются, как мы уже поняли.

Е. Быковский Может быть, и пчёлы вернутся. Даже если они не вернутся, то их функцию опыления кто-нибудь на себя возьмёт.

Н. Асадова Самоопыляемые огурцы, например. Давай следующий вопрос: «Почему вы видим только одну сторону Луны? Она же вращается».

Е. Быковский Потому что время, которое необходимо Луне, чтобы сделать оборот вокруг своей оси, равно тому времени, за который она совершает виток вокруг Земли. Это короткая версия ответа. А если побольше сказать, то получается, что она всё время из-за этого обращена к нашей планете одной стороной. И это, кстати, совершенно не случайное совпадение. В течение миллиардов лет приливные взаимодействия с нашей планетой вынуждали Луну синхронизировать её вращение с движением по орбите.

Если входить в детали, то дело обстоит ещё немножко сложнее. С точки зрения земного наблюдателя Луна поворачивается чуть вправо, чуть влево. Поэтому… Луны в течение лунного месяца немного меняется. То есть мы видим где-то не 50% лунной поверхности, а где-то 59%, даже почти 60%. На это есть две основных причины. Во-первых, орбита Луны не круговая, а эллиптическая, как и вообще орбиты. Поэтому её вращение вокруг собственной оси иногда чуть опережает, а иногда немножко отстаёт от движения по орбите. А, во-вторых, ось собственного вращения Луны не строго перпендикулярна плоскости её орбиты, её эклиптики, она наклонена на 83%. Поэтому мы можем чуть-чуть заглянуть за северный и южный край. Вот это длинная версия ответа была.

Н. Асадова Спасибо, дорогой. Нам продолжаются просто валиться вопросы сегодня. Прямо хорошо работают наши слушатели. «Видно ли с экватора и Полярную звезду, и Южный крест, или ни одной не видно?». Земля находится на линии между Полярной звездой и Южным крестом. Что это значит, Игорь? Я не знаю.

«От чего звенит в ушах и шумит в голове?». Отличные вопросы. Мы запишем, пожалуй. К сожалению, больше мы не успеем ответить на ваши вопросы. потому что время наше подошло к концу. Но вы по-прежнему можете присылать свои вопросы.

Е. Быковский Я обязательно отвечу на вопрос «Что такое красота?».

Н. Асадова Да, а я пока их позаписываю. Сейчас вынуждены попрощаться с вами. Всего доброго.

Е. Быковский Всего вам хорошего. До свидания.



Загрузка комментариев...

Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире