Один из первых квантовых симуляторов продемонстрировал загадочное явление: ряд атомов, который периодически возвращается к упорядоченному состоянию. Физики наперегонки пытаются объяснить происходящее.
Тающее мороженое не подвержено спонтанному замерзанию. Однако один из квантовых симуляторов постоянно возвращается в упорядоченное состояние после достижения системой равновесия.
Пройдёт достаточно времени, и даже в самой прибранной комнате возникнет беспорядок. Одежда, книги и бумаги покинут своё упорядоченное состояние и рассеются по полу. И, что раздражает, эта тенденция к беспорядку отражает закон природы: беспорядок стремится расти.
Если, к примеру, вы вскроете баллон аквалангиста под давлением, молекулы воздуха внутри него вылетят наружу и разлетятся по комнате. Поместите кубик льда в горячую воду, и молекулы воды, замёрзшие в упорядоченной кристаллической решётке, разорвут свои связи и рассредоточатся. При смешивании и распределении система стремится к равновесию с окружающей средой, что называется термализацией.
Это распространённый и интуитивно понятный эффект, который и ожидали увидеть физики, выстроившие 51 атом рубидия в ряд, и удерживающие их на месте при помощи лазеров. Атомы начинали с упорядоченной структуры, и переключались между «основным» состоянием с минимальной энергией и возбуждённым состоянием. Исследователи предположили, что эта система быстро термализуется: чередование основных и возбуждённых состояний почти сразу успокоится в виде некоей беспорядочной последовательности.
Сначала последовательности действительно получались беспорядочными. Но затем, к удивлению учёных, они возвращались к первоначальной перемежающейся последовательности. После дополнительного перемешивания атомы опять вернулись к изначальной конфигурации. Состояния перемежались туда и обратно с частотой несколько раз в микросекунду – ещё долго после того, как система должна была термализоваться.
Всё выглядело так, будто вы уронили кубик льда в горячую воду, а он не просто растаял, сказал Михаил Лукин, физик из Гарвардского университета и лидер группы учёных. «Мы видим, как лёд тает, а потом кристаллизируется, потом тает, и снова кристаллизируется, — сказал он. – Это нечто весьма необычное».
Физики прозвали это странное поведение «многочастичным квантовым рубцеванием». Атомы, судя по всему, несут в себе отпечаток прошлого, будто бы какой-то шрам, что заставляет их возвращаться к оригинальной конфигурации снова и снова.
За 16 месяцев, прошедших с момента публикации работы в журнале Nature, несколько групп физиков попытались разобраться в природе этих квантовых шрамов. Некоторые считают, что это открытие может открыть новую категорию взаимодействия и поведения квантовых частиц, отрицающую предположения физиков о том, что такая система неумолимо движется к термализации. Кроме того, эффект рубцевания может привести к созданию новых видов квантовых битов длительного хранения, являющихся ключевыми ингредиентами будущих квантовых компьютеров.
Преодолевая нулевую вероятность
Физики и в самом деле при построении системы из 51 атомов имели в виду квантовые вычисления. Эта система задумывалась как квантовый симулятор, машина, созданная для симуляции квантовых процессов, которые невозможно исследовать другими методами при помощи классического компьютера. В своё время эта система была крупнейшим квантовым симулятором из всех.
Атомы гарвардской машины служат кубитами, а их состояния, основное или возбуждённое, называются ридберговскими. Исследователи могут подстраивать систему, изменяя, например, силу взаимодействия атомов друг с другом.
Исследователи подготовили несколько изначальных последовательностей основных и возбуждённых состояний атомов. Поскольку атомы активно взаимодействуют друг с другом, они должны прийти к термализации. Но вместо взаимодействий, напоминающих молекулы в газе, атомы в такой квантовой системе вырабатывают вид глубокой квантовой связи, известный, как запутанность. «А потом запутанность распространяется, — сказал Лукин. – Вот так и происходит термализация».
Михаил Лукин
И обычно запутанность в симуляторе росла. Однако когда исследователи запустили эксперимент, выстроив атомы в последовательности чередования возбуждённых и основных состояний, частицы сначала обретали запутанность, а потом теряли её, колеблясь туда и сюда от изначальной конфигурации.
Такое поведение казалось маловероятным, на грани невозможного. После того, как атомы начинают взаимодействовать, их чередующаяся последовательность должна очень быстро забыться, поскольку атомы могут переходить в огромное количество возможных последовательностей возбуждённых и основных состояний. Это похоже на пример с баллоном, молекулы воздуха из которого покидают изначальную конфигурацию и распространяются по комнате. Для их распространения существует огромное количество мест, поэтому вероятность того, что все они случайно втиснутся обратно в баллон, практически нулевая.
«Квантовая система может существовать в таком количестве возможных состояний, что для неё было бы чрезвычайно сложно вернуться к изначальному», — сказал Златко Папич, физик из Университета Лидса в Англии.
Однако Лукин говорит, что именно это они и наблюдали. Система наделена какой-то особой физикой, позволяющей ей возвращаться назад по своему собственному пути, сказал Папич. «Она оставляет за собой след из хлебных крошек, и возвращается к началу пути».
«Это первое реальное открытие, сделанное при помощи квантовой машины», — сказал Лукин.
Лукин с коллегами начали описывать эксперимент, но до публикации работы Лукин описал его на конференции в итальянском Триесте в июле 2017. «Мы не знали, как это понимать», — сказал Папич, бывший в тот день в аудитории. «Не думаю, что у кого-то из присутствовавших были идеи для объяснения причин этого».
Шрамы на стадионе
Однако вскоре Папич с коллегами поняли, что такое поведение напоминает явление, открытое порядка 30 лет назад. В 1980-х физик Эрик Геллер из Гарварда изучал квантовый хаос: что будет, если применить квантовую механику к хаотичным системам? В частности, Геллер рассматривал отскоки шаров внутри "стадиона Бунимовича" – прямоугольного стола с закруглёнными углами. Система является хаотичной; за достаточно долгое время шар пройдёт по всем возможным траекториям внутри стадиона. Но если запустить шар под определённым углом, он вечно будет следовать по одной и той же траектории.
В мысленном эксперименте Геллер заменил шар квантовой частицей. «Наивное ожидание состоит в том, что, если наша классическая система уже хаотична», — сказал Папич, то после добавления правил квантовой механики «стоит ожидать ещё большей хаотизации её поведения». Волновая функция частицы – абстрактный математический пакет её квантовых свойств – должна размазаться по стадиону, как волны распространяются по пруду. Вероятность найти частицу в определённом месте стадиона должна быть равной для всех его точек.
Помещённая на стадион Бунимовича частица может демонстрировать шрамы-траектории, где вероятность её обнаружения высока
Однако Геллер обнаружил, что волновая функция не распространяется равномерно, а скапливается на путях, повторяющих траекторию из классического примера, по которой бесконечно двигается шарик. Будто бы волны вырабатывают память об этой особой траектории. «Это похоже на путь домой для волн, — сказал Геллер. – Они хотят вернуться к месту рождения. Вот так просто».
Находясь на этой траектории, волновая функция частицы конструктивно интерферирует сама с собой, добавляя пики к пикам, а провалы к провалам. В итоге частица с наибольшей вероятностью будет находиться где-то на этом пути. На графике распределение вероятности напоминает размытую версию классических периодических траекторий. «Мне они кажутся шрамами», — сказал Геллер. Поэтому в своей работе 1984 года он их так и назвал.
Возможно, похожее явление может объяснить тот факт, что система из 51 атома возвращается к своей изначальной конфигурации, подумал Папич. Возможно, она тоже скучает по дому.
Разрез, оставляющий шрам
Чтобы это выяснить, Папич с коллегами проанализировали квантовые состояния модели 51-атомной системы. Они обнаружили, что её странное колебательное поведение действительно напоминало квантовое рубцевание Геллера. Они определили состояния, напоминавшие те особые случаи, соответствовавшие траекториям-шрамам. Периодически возвращаясь к этим состояниям, система могла избежать термализации. Связь с квантовым рубцеванием была достаточно прочной для того, чтобы в своей прошлогодней работе, опубликованной в журнале Nature Physics, они назвали это явление «многочастичным квантовым рубцеванием».
Несмотря на первоначальный скептицизм, вызванный анализом Папича, Лукин, а также Вен Вей Хо, физик из Гарварда, и другие, установили более прочную связь с квантовым рубцеванием в работе, опубликованной в январе. Они определили классический способ описания состояния 51-атомной системы в виде точки в абстрактном пространстве. С изменением состояния системы точка движется в пространстве. Исследователи обнаружили, что когда система испытывает свои странные колебания, точка болтается туда и сюда так же, как шар на особой периодической траектории, проложенной по стадионному бильярдному столу.
Экспериментальная установка, на которой исследователи создали квантовый симулятор
Найдя классическую аналогию, исследователи подкрепили утверждение, что феномен одной частицы Геллера применим и к многочастичной системе. «Эти ребята явно что-то обнаружили, — сказал Геллер. – Однозначно».
Ясно одно — этот эксперимент возбудил интерес исследователей со всего мира. Одна группа из Калифорнийского технологического института определила математические выражения, обозначающие некоторые из особых состояний 51-атомной системы. Другая, из Принстона, предположила, что шрамы могут быть частью более общего явления, применимого в различных областях физики конденсированных сред. «Мы думаем, что вроде бы понимаем, что происходит в этой системе, — сказал Хо. – Однако у нас до сих пор нет обобщённого метода поиска других траекторий-шрамов».
Остаются и более глубокие вопросы. «Шрамы – полезное описание проблемы, — сказал Ведика Кемани, физик из Гарварда, не связанный с экспериментом. – Но не думаю, что у нас есть реальное понимание того, что приводит к их появлению».
Структура в случайности
Несмотря на все эти неизвестные, многочастичное рубцевание очень интересует физиков, поскольку может представлять новый класс квантовых систем.
За последние несколько лет физики изучали другой похожий класс, многочастичную локализацию, в которой случайные изъяны предотвращают термализацию системы. В качестве аналогии представьте стадо коров, гуляющих по плоскому полю. Коровы в итоге должны разбрестись по разным местам – назовём это коровьей термализацией. Но если на поле встретятся случайные холмы, коровы в итоге окажутся в низинах.
Сходным образом многочастичная квантовая система шрамов не является хаотичной системой, стремящейся к термализации. Но и никаких холмов в ней нет. «Эта работа говорит о существовании нового класса систем, находящихся где-то посередине», — сказал Папич.
Для объяснения эффекта рубцевания, в новом анализе Кемани предполагается, что 51-атомная система может быть интегрируемой системой (или приближаться к таковой). Это особый, изолированный случай системы со множеством ограничений и особенностей, подстраиваемых так, чтобы предотвратить её термализацию. Так что, если система шрамов интегрируема, она может оказаться уникальным случаем в более широком классе явлений.
Физики изучают интегрируемые системы десятилетиями, и если система окажется интегрируемой, сказал Папич, то следствия этого факта будут уже не такими интересными, как если эта квантовая система окажется уникальной. Папич, Хо и Лукин написали работу, где приводятся аргументы против этой возможности.
Но вне зависимости от того, окажется ли рубцевание новым классом квантового поведения, это открытие указывает на соблазнительную возможность улучшения квантовых компьютеров. Одна из проблем создания квантового компьютера – необходимость защиты его хрупких кубитов. Любое возмущение или нарушение покоя со стороны окружающей среды может заставить кубиты термализоваться, и стереть любую хранящуюся в них информацию, что сделает компьютер бесполезным. «Если нам удастся найти общий способ внедрения рубцевания в другие системы, возможно, мы сумеем защищать квантовую информацию долговременно», — сказал Хо.
Тогда рубцевание может дать компьютеру способ держаться за хранящиеся данные, предохраняя прошлое от стирающего его хаоса термализации.
«Существует некая красивая структура, каким-то образом сохраняющаяся в совершенно случайном окружении, — сказал Папич. – Какая физика позволяет этому процессу работать? Это глубокий и многогранный вопрос, охватывающий множество областей физики, и этот эффект — одно из его проявлений».
Комментарии (73)
Daemonis
10.04.2019 11:23+1«Атомы, судя по всему, несут в себе отпечаток прошлого»
Память воды! Гомеопатия! Шах и мат, официальная наука! :)bopoh13
10.04.2019 15:27+1Шёл 10-й день «Первого апреля»…
Mad__Max
10.04.2019 22:19Да, что-то затянулся. По соседству вон уже физики научились замедлять и разгонять луч света вплоть до 30 скоростей света…
И вроде как в Nature опубликовались. Нет времени оригиналы научной статьи изучить, но в журналистких пересказах звучит именно так.
DmitryOgn
10.04.2019 16:07И эти люди, не знающие о «памяти» группы атомов — говорят нам о безопасности игр с ГМО?
nickName0
10.04.2019 22:59+1Игры с ГМО — это аналогия простых мутаций. Только появляется возможность «закрепить» ту мутацию,
что не «выживала» в естественных условиях.
Ничего ненормального здесь не вижу.
Так смотреть, играми с ГМО является и работа селекционера.
Её ведь вы не считаете потенциально опасной?nerdeek
10.04.2019 23:23Опасность ГМО в другом — раньше скорость этих операций была низкой. Пока нужная мутация будет обнаружена, пока выделена, пока закреплена… Успевали всё более или менее тщательно проработать-проверить. А сейчас это крупноблочный конвейер. Из разряда того анекдота, что если скрестить комаров с арктическими птичками, которые в средней полосе зимуют — комары будут летом на севера улетать и людям тут жизнь не портить.
sHaggY_caT
11.04.2019 00:57+2Раньше средняя продолжительность жизни была меньше на десятки лет. Мы не знаем, безопасны ли традиционные сорта для нашей текущей продолжительности жизни. В ГМО хирургически точно меняют несколько целевых генов, традиционные сорта же принципиально не безопасны, т.к. вместе с нужной мутацией закрепляются и множество других. Все страхи ГМО это глупость.
DmitryOgn
11.04.2019 01:13А что скажете о безопасности «терминальных генов» в пище?
sHaggY_caT
11.04.2019 02:31+1ДНК в кишечнике просто растворяется. Вообще это какой-то дурдом и тупой биас: не очень понятно, откуда взялось поверие «натуральное=полезное/безвредное».
Сапиенсы большую часть истории жили как охотники/собиратели со средней продолжительностью жизни в 20-25 лет. Это причина, например, почему мы так любим сахар: он безвреден для типичного охотника-собирателя, и повышает его шансы на выживание (т.к. раньше главный риск был голодная смерть), но смертельно опасен для современного человека среднего/пожилого возраста, особенно с лишним весом.
Города на планете появились только-только по меркам истории нашего вида, а промышленная эпоха с точки зрения его эволюции вообще началась менее мгновения назад… Успешные адаптации появится не успели. Похоже, нам нужно менять и самих себя (например, с целью генетической терапии против онкологических заболеваний и старения)
Если что-то использовалось в прошлом и/или имеет натуральное происхождение, у нас нет оснований полагать автоматически, что оно безвредно.
Я считаю, что разумно при любой возможности как раз предпочитать ГМО сорта, т.к. их хотябы всесторонне тестируют.bopoh13
11.04.2019 10:53откуда взялось поверие «натуральное=полезное/безвредное»
Из народа, как и "горячее сырым не бывает", — со времён ещё Вильгельма Конрада.
К тому же, в странах третьего мира не заморачиваются тестированием и лепят рис из пластика (в воде как пластилин и горит на электроплите). Другая сторона медали: когда исследователь бьёт себя в грудь со словами: «знаем точно, как всё устроено».
MazayAl
11.04.2019 11:27Да, продолжительность нашей жизни выросла, мы стали продуктивнее и гораздо масштабнее изменяем мир вокруг себя. Мы с планетой далеко не в равновесии, и все еще довольно тупы чтоб осознать как это равновесие обеспечить.
Динамические системы с огромными степенями свободы не просты, даже минимальные изменения могут привести к глобальным последствиям. Но ГМО это лишь малая часть истории — также и кроликов в Австралию завозили. Нам не привыкать жалеть о собственной глупости.ads83
11.04.2019 23:06Мы с планетой далеко не в равновесии
Есть какие-нибудь факты/теории, которые говорили бы, что хоть какой-нибудь вид с планетой в равновесии?MazayAl
12.04.2019 06:37Клоните к тому, что все нормально, так и должно быть? Обезьянке можно жить сегодняшним днем, значит и человеку можно? Вопрос не в сравнении с другими видами, вопрос в оценке своих действий с точки зрения долгосрочных системных эффектов.
ads83
13.04.2019 03:29Клоните к тому, что все нормально, так и должно быть?
Не угадали :-)
Я не клоню, я прямо заявляю, что равновесие в дикой природе часто нарушается и на смену одним видам приходят другие. Умные люди придумали даже специальное слово — эволюция.
Обезьянке можно жить сегодняшним днем, значит и человеку можно?
Дело не в том, что человеку можно или нельзя — ведь непонятно, кто же ему разрешил/запретил? Вопрос в том, зачем обеспечивать равновесие. Считается, что вирус человеческой оспы уничтожен. Надо ли «восстанавливать равновесие» и возрождать природные очаги опасного заболевания?
Для меня вообще непонятна фраза равновесие с планетой. Равновесие чего? Относительно какой точки? Почему именно этой?
Я постарался прямо ответить на ваши вопросы. Потрудитесь и вы ответить на мои. Без встречных вопросов и угадываний. Я хочу лучше понять вашу точку зрения, а не убеждать чье мнение правильнее.MazayAl
13.04.2019 16:39Мне неприятно заявление «Все страхи ГМО это глупость», я считаю глупостью заметать под ковер неизвестные риски, а динамические системы с большим количеством переменных всегда имеют риски. Это исходная позиция. Равновесие в этом контексте это про: вы что-то ковыряете в открытой системе, причем с такими масштабами и скоростью, что все части могут не успевать адаптироваться к изменениям. При слишком больших изменениях система просто перескочит в принципиально другое состояние — как с динозаврами — раз и нет динозавров. Аппелирование к животному миру считаю контр-продуктивным, там все проиходит сугубо локально и медленно, все части локальной системы усепвают адаптироваться, а сама система вцелом не меняется. С человеческой стороны мы повысили себе срок жизни, потребляем как никогда раньше, гадим тоже как никогда раньше, у нас все централизовано, если мы вводим что-то, то глобально, сразу по всему шарику, в этом смысле мы уже можем покушаться на скачкообразные системные преобразования. Так как это все рукотворные действия, то и их системный анализ мы должны делать сами под страхом неизвестности, а не полагаться на физику (эволюцию). Физику нам не победить, а вот себя можно.
sHaggY_caT
14.04.2019 06:02Ни одно исследование не показало вреда. Нет никаких идей, каков был бы механизм вреда. Есть так же множество исследований по конкретным ГМО сортам (собственно, их никто не пускает на рынок без тестов), и нет никаких исследований по новым традиционным сортам(что особенно опасно, учитывая, что если не ГМО, то меняются сотни-тысячи случайных, но не требующихся для выведения сорта генов). Вместе с тем, известно, что многие традиционные продукты на самом деле вредны: например, красное мясо. Это выяснилось только при большой продолжительности жизни.
Не очень понятно с чего Вы взяли, что традионные сорта это нулевой вариант учитывая возросшую продолжительность жизни?
Так же не забывайте, что традиционные сорта прямо сейчас убивают миллионы людей в бедных странах, являясь причиной голода, который мог бы быть решён с помощью сортов ГМО.nerdeek
14.04.2019 10:06А давайте голодающих просто сахаром накормим. Синтетическая глюкоза ещё дешевле. Это не сарказм — реально ведь поможет, если УМИРАЮТ от голода. Что ж не кормят? А потому что проблемы там в СОВСЕМ другой плоскости (глобальные политика с экономикой), никакие сорта тут ни при чём.
Могут ли ГМО нести только пользу и никакого вреда? Могут. Могут ли нести прямой или латентный вред? Могут. А кто определяет разницу и как? Да тот, кто производит ГМО, тот и определяет. Простыми короткими тестами. Для умирающих с голода, может, и сойдёт. А вот для тех, кто собрался жить подольше — большой вопрос.
nerdeek
11.04.2019 12:34Традиционные сорта безопасны для традиционных людей — выживших, питаясь этими сортами. Про сорта ГМО такого уверенно не скажешь — они существуют очень короткое время. Если сорта ГМО, например, способствуют бесплодию и старческому слабоумию — можно об этом не догадываться очень долго. А есть ещё такая «замечательная» вещь как полифакторная опасность: чуть возрос риск онкологии, немного — сердечно-сосудистых, в комбинации с неким лекарством — язвы желудка (уже не чуть), ну и т.д. Но если это всё дёшево. питательно и вкусно — кто будет заморачиваться-то?
Повторюсь: проблема ГМО не в том, что они отличаются от традиционных сортов. Проблема в том, что это отличие (не то, КАК сделано, а то, что РЕАЛЬНО получилось) исследовано очень плохо. Просто времени не было (и быть не могло). И эта проблема только нарастает :-(Daemonis
11.04.2019 13:13Недавно созданные «традиционные» сорта несут точно такие же опасности. Да и риск онкологии какого-нибудь сорта «Ленин в Октябре» вряд ли кто-то специально исследовал.
sHaggY_caT
11.04.2019 21:35Традиционные сорта безопасны для традиционных людей — выживших, питаясь этими сортами.
Вы не являетесь «традиционным человеком» — Вы не охотник-собиратель со средней продолжительностью жизни 20-25 лет.
Если Вы предпочитаете «живи быстро, гори ярко, умри молодым», то действительно стоит выбирать всё натуральное и природное(с большим числом исключений всё же, и речь не только о бледной поганке: если есть слишком много фруктов, можно разжиреть на сахаре, т.к. у охотников/собирателей в африканской саване не было возможности есть фрукты до отвала каждый день): сотни тысяч поколений пруф, что Вы адаптированы.
Есть правда минус, что «натуральная еда» это всё же поздние сорта уже неолитического, оседлого периода, а он начался по эволюционным меркам не так давно (~10 тысяч лет назад). И условная дикая пшеница, увы, отличается от с апломбом объявленной не-ГМО био муки. Так что всё равно есть риск, что питание будет не оптимальным и для быстрого, яркого горения жизни и ранней смерти.
Повторюсь: проблема ГМО не в том, что они отличаются от традиционных сортов. Проблема в том, что это отличие (не то, КАК сделано, а то, что РЕАЛЬНО получилось)
Традиционные сорта (древние на новую продолжительность жизни, и новые вообще) никто совсем не тестирует, а ГМО сорта хоть как-то проверяют.nerdeek
11.04.2019 21:55Ой. Кроманьонцам, по последним данным, 100 тысяч лет, а не 10. Традиционным сортам (пшеницы и не только) — по-разному, но, в любом случае, это ДЕСЯТКИ лет. Что на порядок (минимальная оценка) больше, чем сортам ГМО.
Натуральная еда — низкокалорийна, содержит много клетчатки и тех веществ, что легко разрушаются при глубокой обработке (читай: их содержанием в ГМО никто и не заморачивается, нет смысла, если они всё равно разрушаются). Фруктоза — это не сахароза, метаболизм у неё существенно иной. Ну и т.д., и т.п.
Проблема не в ГМО как таковых. Проблема в том, что их ляпают быстро-быстро, в целях получения быстрой прибыли. Что там будет через 10 лет с теми, кто кушал пшеницу, которая сама вырабатывает инсектициды-гербициды, никого особенно не волнует, увы :-(sHaggY_caT
11.04.2019 22:02Кроманьонцам, по последним данным, 100 тысяч лет, а не 10
А я о чём? Мы живём оседло совсем недавно. При этом дикорастущего мы почти ничего сейчас не едим. А почти всю историю вида мы были приспособлены бегать по саване каждый день десятки километров, жрать любые источники сахара если попадутся(т.к. основная проблема всегда была голод, а не ожирение), и есть дикорастущие виды растений.
. Традиционным сортам (пшеницы и не только) — по-разному, но, в любом случае, это ДЕСЯТКИ лет.
А продолжительность жизни растёт всё время
читай: их содержанием в ГМО никто и не заморачивается, нет смысла, если они всё равно разрушаются
С чего Вы это взяли? Сойлент и его клоны (тот же нидерландский квил) именно про здоровое питание
Что там будет через 10 лет с теми, кто кушал пшеницу, которая сама вырабатывает инсектициды-гербициды, никого особенно не волнует, увы :-(
Сейчас все сорта делают тяп-ляп. Традиционные получают облучением (чтобы ускорить количество мутаций). Люди говорят ужас-ужас, а только традиционный сорт, выводимый столетиями, статистически будет иметь такое же количество сопутствующих мутаций (вместо хирургически точного изменения в ГМО), которые никто не протестировал из-за роста продолжительности жизни.
Фруктоза — это не сахароза, метаболизм у неё существенно иной.
Фруктоза тоже смертельно опасна, хоть и не так опасна, как сахарnerdeek
11.04.2019 23:16Смысл моего посыла в том, что МЫ приспосабливались к традиционным сортам (за исключением сортов новейшего времени) тысячелетиями. А наши предки к их предкам — миллионы лет. Мы хорошо притёрлись друг ко другу. И если у наших предков их предки вызывали онкологию — то тех отсеяли, а эти просто вымерли. Остались неядовитые И устойчивые к ядам.
Наши предки не ели плохое. А когда/если если — умирали, особо не размножаясь. Отбор происходил ВЗАИМНО.
А теперь появились ГМО. И нам, несколько утрируя, предлагается начать всё заново: снова отобраться (уже в ускоренном темпе) под эти новые сорта и вот-это-всё. Которые появляются каждый год, если уже не месяц. Спасибо, как-то не хочется в очередной раз сдавать экзамены на выживаемость, пусть и в лайт-варианте.
Понятно, что это упрощённая картина. Но, увы, верная — и это не только ГМО касается. Ещё, например, такой далёкой от генной инженерии области, как архитектура: пока здания было строить тяжело, трудно, дорого — их строили на века. А как стало возможно быстро и (относительно) дёшево — стали ляпать на раз-два. Упадёт через 20 лет, подавит людей — ну и хрен бы с ними. 20-25 лет теперь — эпоха, что там будет через черверть века никого не волнует, главное — прибыль здесь и сейчас :-(sHaggY_caT
12.04.2019 00:09Смысл моего посыла в том, что МЫ приспосабливались к традиционным сортам (за исключением сортов новейшего времени) тысячелетиями
Как такогого деления между традиционными и не традиционными сортами не существует на биохимическом уровне. ГМО растения это не алиены.
Это просто растения с разным набором генома, полученным разным способом.
И если у наших предков их предки вызывали онкологию
До онкологии нужно суметь дожить. Животные в неволе всегда живут куда дольше, чем в естественной среде. Сапиенс на воле (будучи охотником-собирателем) тоже жил в разы меньше, чем сапиенс в городской среде.
Никто не притирался к традиционным сортам из расчёта долгой жизни.
Более того, тех старых сортов уже и нет(диких растений), вместо них новые сорта, следствие искусственного отбора, которые просто никто не тестирует. А в каждом таком сорте вместо 1-2 изменённых генов, как в ГМО, да ещё и тщательно протестированных, несколько сотен-тысяч, которые никто не проверял для каждого нового обычного сорта
Понятно, что это упрощённая картина
Я бы сказала, что это следствие того самого непонятно откуда взявшегося искажения, что «естественное== полезное». Это вообще ни от куда не следует, более того, мы постоянно видим примеры обратного на примере НЕ эффективности «народной» медицины, но эффективности научной/доказательной, в разы более долгой жизни людей в городской среде (в противовес короткой жизни «природных» дикарей).
Это просто какой-то традиционный обман, ужастик вроде средневековой пугалки что кошки и рыжие женщины про нечистую силу.
Ещё, например, такой далёкой от генной инженерии области, как архитектура: пока здания было строить тяжело,
В корне не верная
Биохимия совсем не работает таким образом. Можно привести миллионы контр-примеров, например, про деревянные корабли, которые раньше гнили за несколько лет, а теперь металлические, которые плавают десятилетиями.nerdeek
12.04.2019 12:48Как такогого деления между традиционными и не традиционными сортами не существует на биохимическом уровне. ГМО растения это не алиены.
Скорпион — тоже на алиен, но вряд ли Вам понравится, если вместо домашнего котика у Вас заведётся скорпион. Ну ерунду-то не пишите. Другие гены —> другая биохимия —> другие белки и т.д. Для того ГМО и делают.
До онкологии нужно суметь дожить.
Онкология бывает и у молодых организмов. Да и вообще, это просто пример — вместо онкологии можете взять диарею или сонливость. Сонливость смертельно опасна как для охотника, так и для современного человека (если он за рулём, например).
Более того, тех старых сортов уже и нет(диких растений), вместо них новые сорта, следствие искусственного отбора, которые просто никто не тестирует.
Искусственный отбор — это и есть тестирование. «Выбираем лучших, потомство только от них.» Просто в одном случае это десятки лет, а в другом — уже практически месяцы. Разницу понимаете?
А в каждом таком сорте вместо 1-2 изменённых генов, как в ГМО, да ещё и тщательно протестированных, несколько сотен-тысяч, которые никто не проверял для каждого нового обычного сорта
Во-первых, с чего Вы это взяли? И там, и там бывает по-разному. Во-вторых, генетика так не работает: есть большие «спящие» области генома, а есть такие, где минимальное вмешательство всё сильно меняет.
Я бы сказала, что это следствие того самого непонятно откуда взявшегося искажения, что «естественное== полезное»
Естественное не всегда полезно, но оно (почти) всегда проверено. От него понятно чего ждать, в том числе на длительных периодах времени, в том числе в комбинации с другим естественным. Про ГМО такого не скажешь.
Биохимия совсем не работает таким образом. Можно привести миллионы контр-примеров, например, про деревянные корабли, которые раньше гнили за несколько лет, а теперь металлические, которые плавают десятилетиями.
Не путайте биохимию с генетикой. Если Вы синтезируете вещество с помощью бактерий — то это всем без разницы, если это ТО САМОЕ вещество. Но пища — это не одна конкретный изомер конкретной аминокислоты.
И да — Ваш пример с кораблями совсем неудачный. Ллойд страхует (в принципе) деревянные корабли любого возраста. А вот на пластиковые яхты и т.п. суда ограничение, даже если это супер-пупер современный углепластик или ещё что покруче (кажется, 30 лет там предел, не помню точно).Daemonis
12.04.2019 12:58«Искусственный отбор — это и есть тестирование. «Выбираем лучших, потомство только от них.» Просто в одном случае это десятки лет, а в другом — уже практически месяцы. Разницу понимаете?»
Новые сорта промышленный культур появляются каждый год. О каких десятках лет речь? Или если мы взяли какой-то сорт, традиционными методами сделали его, скажем, морозоустойчивее, то ничего страшного в нем не может появиться? Гарантируете?nerdeek
12.04.2019 13:10ПРОМЫШЛЕННЫХ культур. Это во-первых. Во-вторых, культур ЧЕГО?.. Бактерий — можно хоть каждую неделю новый штамм выводить.
Или если мы взяли какой-то сорт, традиционными методами сделали его, скажем, морозоустойчивее, то ничего страшного в нем не может появиться? Гарантируете?
ПОЯВИТЬСЯ может (хотя и это маловероятно). ОСТАТЬСЯ НЕЗАМЕЧЕННЫМ — очень вряд ли. Чтобы создать новый сорт пшеницы традиционными методами, нужно несколько лет как минимум. За это время всё будет изучено вдоль и поперёк (ну, по крайней мере, так должно было быть и бывало). Прямое вмешательство в геном позволяет получить результат за несколько месяцев. Осознайте разницу.Daemonis
12.04.2019 13:21«ПРОМЫШЛЕННЫХ культур. Это во-первых. Во-вторых, культур ЧЕГО?.. Бактерий — можно хоть каждую неделю новый штамм выводить.»
Да всего. Зерновые, картофель, вот это вот все.
«Чтобы создать новый сорт пшеницы традиционными методами, нужно несколько лет как минимум. За это время всё будет изучено вдоль и поперёк „
Что именно будет изучено? Им будут кормить людей, чтоб убедиться, что не повысится риск рака к 60 годам?nerdeek
12.04.2019 14:10Традиционные методы — это скрещивание, мутации, отбор, скрещивание. Чтобы вывести СОРТ, нужно минимум пару раз высадить материал и собрать урожай (на самом деле гораздо больше, чем пару). Сколько времени это, по-Вашему, займёт?
Что именно будет изучено? Им будут кормить людей, чтоб убедиться, что не повысится риск рака к 60 годам?
Людей (системно) нет. А вот крыс и мышей покормят. Они живут 2 года, это для них как для человека 80 лет. Это не говоря уже о куче биохимических исследований.
Свиньям пересаживали гены чертополоха (не помню точно, но история была примерно такая). Свиньи стали очень крепкие, здоровые, перестали болеть и т.д. Только вот уровень агрессии у них зашкаливать начал. Работать с ними стало невозможно, они пытались всех убить.
Но это заметный быстрый результат. А если бы эти свинки стали сходить с ума от обычной простуды как от бешенства? Пока здоровая — добрая-милая, а как насморк подхватила — свинарку загрызла?.. Рано или поздно это выяснили бы, конечно… ценой смерти или увечий какого количества фермеров?Daemonis
12.04.2019 14:21«Традиционные методы — это скрещивание, мутации, отбор, скрещивание. Чтобы вывести СОРТ, нужно минимум пару раз высадить материал и собрать урожай (на самом деле гораздо больше, чем пару). Сколько времени это, по-Вашему, займёт?»
Ну так это непрерывно происходит. Десять лет назад начали, сегодня новый сорт. Завтра будет сорт, который начали девять лет назад :)
«Людей (системно) нет. А вот крыс и мышей покормят. Они живут 2 года, это для них как для человека 80 лет. Это не говоря уже о куче биохимических исследований.»
А ГМО сортами крыс и мышей нельзя покормить? И биохимические исследования провести?
«А если бы эти свинки стали сходить с ума от обычной простуды как от бешенства?»
Обычными методами таких свиней не вывести?nerdeek
12.04.2019 16:13Ну так это непрерывно происходит. Десять лет назад начали, сегодня новый сорт. Завтра будет сорт, который начали девять лет назад :)
Да. Идиллическая картина, пока не появились техники ГМО. С которыми традиционным конкурировать трудно в части коммерческой отдачи.
А ГМО сортами крыс и мышей нельзя покормить? И биохимические исследования провести?
Можно. И даже кормят, и даже делают. Только не годами а в лучшем случае месяцами. Отчего и надёжность результатов понятно какая.
Обычными методами таких свиней не вывести?
Крайне маловероятно. Обычные методы сильно зависят от исходного материала — а в нём (в обычных свинках) подобного не предусмотрено, это же вредная мутация. ГМО имеет гораздо меньше ограничений в этом смысле — для чего техники ГМО, собственно, и создавались (в том числе для этого).
Геномы организмов оттачивались миллионами лет, сотнями тысяч поколений. Синергия там колоссальная — тронул в одном месте, аукнулось в дюжине других. А бывает и наоборот — тронул в дюжине, и вообще ничего не произошло (до поры, до времени или взаправду). Бизнес мыслит сроками порядка года. Для эволюции и естественного отбора это почти ничто.Daemonis
12.04.2019 16:41«Да. Идиллическая картина, пока не появились техники ГМО. С которыми традиционным конкурировать трудно в части коммерческой отдачи.»
Так это потому, что ГМО быстрее и лучше :)
«Можно. И даже кормят, и даже делают. Только не годами а в лучшем случае месяцами. Отчего и надёжность результатов понятно какая.»
«Обычные» сорта кормят годами? Сомневаюсь. Пока сорт не «получился», им кормить нет смысла. А дальше стандартная процедура проверки. Ну так и ГМО не прямо из пробирки на рынок попадает. Его так же надо посеять, вырастить, проверить. Я не вижу разницы.
«в нём (в обычных свинках) подобного не предусмотрено, это же вредная мутация»
Чего не предусмотрено? Если такого эффекта можно добиться, изменив немножко генов, они так же могут измениться и обычным способом. Мутация вредная условно, свинка вполне может счастливо жить.
«Геномы организмов оттачивались миллионами лет, сотнями тысяч поколений. Синергия там колоссальная — тронул в одном месте, аукнулось в дюжине других. „
Ну так наука на месте не стоит.nerdeek
12.04.2019 16:53Так это потому, что ГМО быстрее и лучше :)
Быстрее — да. Лучше (по конечному результату) — большой вопрос. АЭС тоже сначала считали лучшим решением, чем ТЭС. Но как-то после Чернобыля и Фукусимы это уже не так очевидно даже профанам.
«Обычные» сорта кормят годами? Сомневаюсь. Пока сорт не «получился», им кормить нет смысла.
Очень даже есть смысл. Вы ведь смотрите на навигатор, проверяя своё положение не только в конце пути, но и по его ходу, не правда ли?
Ну так и ГМО не прямо из пробирки на рынок попадает. Его так же надо посеять, вырастить, проверить. Я не вижу разницы.
Разница в том, что никто не будет проверять годами сделанное за месяцы. Нет коммерческого смысла. А если делается годами — то и проверяется примерно столько же. В том и разница.
Чего не предусмотрено? Если такого эффекта можно добиться, изменив немножко генов, они так же могут измениться и обычным способом.
Могут — просто это гораздо менее вероятно. И это действительно вредная мутация, свинки склонные к такому (и/или к таким мутациям) будут выживать хуже. ГМО же позволяет обойти этот барьер (точнее, для него этого барьера просто нет).
Ну так наука на месте не стоит.
Пока разбирались с атомной энергией, много людей умерло от облучения, не говоря уже о заболевших. А тут масштабы побольше будут. Вот пусть на несчастных крысах и экспериментируют, на людях не надо.
Daemonis
12.04.2019 17:19«АЭС тоже сначала считали лучшим решением, чем ТЭС. Но как-то после Чернобыля и Фукусимы это уже не так очевидно даже профанам.»
Аналогии и я могу придумывать. Например, лошадь (натуральная, миллионы лет эволюции) и автомобиль :)
«Очень даже есть смысл. Вы ведь смотрите на навигатор, проверяя своё положение не только в конце пути, но и по его ходу, не правда ли?»
Ну и как это помешает вам слететь в кювет (т.е. получить вредную мутацию.) на последнем повороте? :)
«И это действительно вредная мутация, свинки склонные к такому (и/или к таким мутациям) будут выживать хуже.»
Где выживать хуже? В природе домашние свиньи и так не выживут, скорее всего. А в хлеву она может поколениями не проявляться, пока кто-то не простудится :) А если еще и мяса от нее больше будет…
«Вот пусть на несчастных крысах и экспериментируют, на людях не надо.»
Ну так на крысах проверили, все прекрасно.
MazayAl
12.04.2019 07:30Это оптимистичный взгляд. Я более пессемистичен ничего там не прорабатывали на уровне системных эффектов ни раньше, ни сейчас. Инженеры редуцируют эффекты к каким-то измеримым параметрам и контролируют их ограниченый набор. Бизнес потом редуцирует проблему к товарно-денежным измеримым параметрам и контролирует этот ограниченый набор. На системные эффекты всем плевать пока что-то плохое не случиться. Но пока наши силы были малы, то с плохим более менее справлялись. Когда начали взрываться атомные станции, стали думать немного больше, но опять же только в соответствующих отраслях. До какого-то серъезного прецедента по ГМО ничего не изменится, будут увеличивать объемы — выгоды очевидны, риски с точки зрения влияния на измеримые величины из анализов крови/биопсий не выявлены. Но с другой стороны — в этом человек, все наше развитие базируется на подобном поведении, правда с масштабом растет риск, что после очередного сбоя мы не сможем уже оправиться.
sHaggY_caT
12.04.2019 08:11. Я более пессемистичен ничего там не прорабатывали на уровне системных эффектов ни раньше, ни сейчас.
Но для не-ГМО сортов вообще никаких тестов не делают
правда с масштабом растет риск, что после очередного сбоя
Такой сбой очень вероятен например и с так называемой органик едой: были случаи отравления людей навозом.
В сфере (но не с самим ГМО) есть другая проблема: монополизация. Из-за того, что Монсанта/Байер, и вообще слияние этих компаний, им выгодны массовые страхи на тему ГМО: с правительствами они, монополии, договорятся, а маленькие биотех стартапы нет.nerdeek
12.04.2019 13:13Но для не-ГМО сортов вообще никаких тестов не делают
Упс… Простите, за, может быть, не совсем корректный вопрос: а Вы какое отношение имеете к теме?.. Вы генетик, агроном, биотехнолог?
sergeyns
10.04.2019 12:09+1Каждый раз читая подобные заголовки, вспоминаю университетский курс термодинамики, и первые слова лектора — что область применимости всех законов термодинамики — это системы лабораторных маштабов, и все что происходит в микромире, и в маштабах галактики — требует другого подхода… В частности, бессмысленно говорить о «тепловой» смерти )), то бишь энтропии
nerdeek
10.04.2019 12:28Вот если бы любая упорядоченная структура восстанавливалась, а не какая-то конкретная (ну, или хотя бы обширный класс структур) — это было бы интересно. А так это, по-видимому, некая «потенциальная яма», типа кристаллической решётки.
nickName0
10.04.2019 23:05А почему не считаете, что изучая эту систему (из 51-го атома), можно найти весьма интересные закономерности?
Я дак так и считаю.
Моя проф.область — это другое, но термодинамику я знаю неплохо.
Кстати, на память, реакция Белоусова-Жаботинского:
это когда раствор периодически изменяет цвет.nerdeek
10.04.2019 23:50Интересные закономерности можно найти много где. Просто в том, что я прочитал в статье, чего-то сенсационного я не увидел. Например, известны сплавы, которые восстанавливают форму предмета, который из них сделан, при нагревании — помнёте Вы чайник, поставите его на плиту, он обратно и расправится. Мечта жестянщика! И «химические маятники» тоже известны довольно давно и не в единичном экземпляре. Но пока из всего этого ничего особенного не выросло, насколько мне известно. Вот если бы Вы научились генерировать мифическую ману, она же отрицательная энтропия, она же магическая энергия — пусть на микроуровне — вот это был бы прорыв.
Ставите котёл с водой на огонь, вода начинает нагреваться. Но в центре котла — охлаждаться, вплоть до замерзания. Потом, конечно, этот лёд тоже растает, вода закипит, всё как обычно. Но сначала этот хитрый котёл использует энергию нагрева для отведения тепла от своего центра, где и генерит лёд. Как Вам такая мысль? Полагаю, подобый котёл бы пользовался спросом.nickName0
11.04.2019 00:20Например, известны сплавы, которые восстанавливают форму предмета, который из них сделан
— Да, даже помню название одного из таких сплавов — никелин.
Читал об этом ещё в журнале ЮТ (Юный Техник).
Действительно интересно, на чём основана эта самая память.
Вот если бы Вы научились генерировать мифическую ману, она же отрицательная энтропия
— Есть аналоги: тёмная энергия, тёмная материя.
Тёмными они названы потому, что чрезвычайно слабо взаимодействуют как с барионным веществом,
так и с излучением.
Наиболее заметно — их гравитационное взаимодействие.
Но, как знаю, пока в земных условиях (в лабораториях/коллайдере) мы этих частиц не обнаружили.
Хотя — их обнаружение всё-же вероятно.
Считаю БАК (большой адронный коллайдер) — тем, что позволит заметить и что-либо новое, по этой части.
Ведь бозон Хиггса — тоже был открыт «на кончике пера», и лишь позже, после постройки коллайдера,
смогли обнаружить признаки его существования.
Ставите котёл с водой на огонь, вода начинает нагреваться. Но в центре котла — охлаждаться, вплоть до замерзания
— Это — принципиально возможно. Но вот вероятность того, что получится наблюдать это в эксперименте — слишком мала.ads83
11.04.2019 23:15Тёмными они названы потому, что чрезвычайно слабо взаимодействуют как с барионным веществом,
Если мне не изменяет склероз, темными они названы потому, что про них (почти) ничего доподлинно неизвестно.
так и с излучением.
— По нашим расчетам, движение галактик можно было бы объяснить, если бы материи в них было бы в 10 раз больше. Но мы столько материи не наблюдаем
— Назовем ее темной материей. Давайте дальше.
Потом, конечно, описали ее свойства поподробнее. Но материя ли это вообще — открытый вопрос, по которому много спекуляций и статей, но мало научно установленных фактов.nickName0
12.04.2019 12:14Да, верно. Напоминает, конечно, и security through obscurity.
Но — так бывает всегда. До какого-то открытия, что даёт серьёзный толчёк развитию теории.
И — новая итерация :)
juray
11.04.2019 00:21использует энергию нагрева для отведения тепла от своего центра
Где-то так и работает абсорбционный холодильник. В него внешняя энергия закачивается именно в виде тепла — либо ТЭНом от электричества, либо горелка на газу.
spamas
10.04.2019 13:24-1Я конечно извиняюсь что не по теме, но читать «Папич с коллегами», «анализ Папича» было ужасно смешно :)))
З.Ы. Олды на месте!
juray
10.04.2019 15:18Поскольку атомы активно взаимодействуют друг с другом, они должны прийти к термализации.
— ну вообще-то только если они взаимодействуют только друг с другом (система замкнута). Если система незамкнута, второй закон термодинамики к ней не применим.
Известны и макроскопические примеры подобной синхронизации периодических процессов — связанные маятники, мультивибраторы с общим питанием и т.п. Вон выше химическую реакцию вспомнили.
Если я ничего не путаю, как раз такие явления описывались в книге И.Пригожина «Порядок из хаоса».ads83
10.04.2019 19:24Да есть целый раздел(или область?) знаний с говорящим названием Детерминированный хаос.
Где есть понятие притягивающие аттракторы
например такой
KodyWiremane
10.04.2019 17:05Теперь, очевидно, дело за малым: определить, в какой наномомент система полностью вернулась именно в исходное состояние, и можно считывать данные.
expromt
10.04.2019 18:24Нужно просто каждый наномомент считывать состояние и когда состояние совпадет с исходным — вот вам и нужный момент :-)
KodyWiremane
10.04.2019 20:16Но тогда нужно хранить инфу об исходном состоянии
нормальнымобычным способом, чтоб было с чем сравнивать, зачем тогда эти кубиты. Разве что если они проходят через исходное состояние с постоянной периодичностью, тогда можно как-то синхронизироваться с ними…expromt
10.04.2019 20:21Прошу прощения. Это у меня видимо такой не адекватный ночной юмор :-)
KodyWiremane
10.04.2019 21:12+2Да чего уж там. Мне просто нравятся новости из мира квантовой физики, как они доходят до обывателя. «Мы успешно телепортировали информацию, правда, чтобы её расшифровать, надо ещё как-то передать вот этот листочек с результатами замеров на нашем конце». «Теперь мы сможем долговременно хранить данные в кубитах, ну, только осталось понять, как их извлечь». Походу я неадекватен квантовой физике ).
taujavarob
10.04.2019 18:49+2«Существует некая красивая структура, каким-то образом сохраняющаяся в совершенно случайном окружении, — сказал Папич.
Они открыли душу.
(Русский космизм).
konchok
10.04.2019 22:56закон природы: беспорядок стремится расти
Само наличие планеты Земля и жизни на ней как бы говорит об обратном. Беспорядок растёт когда складываются условия для беспорядка, есть 100500 примеров когда именно порядок растёт — атомы собираются в молекулы итдnickName0
10.04.2019 23:21Если Вы речь ведёте про живые организмы, то не просто так удаётся построить упорядоченную структуру.
На это расходуется энергия.
А вообще, в замкнутой термодинамической системе энтропия — функция неубывающая.
AKA the second law.
habr.com/ru/post/374681juray
11.04.2019 00:27так то в замкнутой
konchok
11.04.2019 11:51Замкнутая система — это вообще допущение. Всегда существуют внешние влияния — гравитация, свет, магнитные поля, радиация, микроволновое излучение. Да и наблюдатель тот же! Второй закон также поверхностен как закон Ньютона. Ну да, при некоторых условиях применим, но это не какой-то неколебимый абсолют.
закон природы: беспорядок стремится расти
Это никакой не закон природы, а просто частный случай. Хаотичные облака водорода вроди как сжимаются в звёзды и образуют вполне упорядоченные системы с планетами итд.
nickName0
10.04.2019 23:27Тот факт, что из атомов образуются молекулы — это тоже «потенциальная яма» (чаще всего),
т.к. энергия системы (молекулы) меньше, чем сумма энергий её составных частей.
Это — для вещества, что образуется в экзотермической реакции (которых — большинство).
epishman
11.04.2019 08:35Наука синергетика обретает второе дыхание. Но по прежнему вместо эволюции мы имеем аттрактор, и ее декларированная цель не достигнута.
nsinreal
11.04.2019 16:09Я правильно понимаю, что они обнаружили, что у замкнутой системы есть только ограниченное количество состояний?
StSergantSerg
11.04.2019 17:29Мне я считаю что все проще, с учетом описанного:
«Это распространённый и интуитивно понятный эффект, который и ожидали увидеть физики, выстроившие 51 атом рубидия в ряд, и удерживающие их на месте при помощи лазеров. Атомы начинали с упорядоченной структуры, и переключались между «основным» состоянием с минимальной энергией и возбуждённым состоянием.»
Нечто подобное я уже видел.
ВидеоВот:
aleksandros
Вот очередная тайна. Хорошо, что есть кому с ними разбираться.
Warrangie
О да, РенТВ со всем разберется!