Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Kategoria: Aktualności

Żyć albo nie żyć

Na Marsie znajdowane są kolejne dowody na to, że nie tylko było tam sporo wody, ale występowało także życie. Niewykluczone, że wciąż tam się znajduje.

Na Marsie znajdowane są kolejne dowody na to, że nie tylko było tam sporo wody, ale występowało także życie. Niewykluczone, że wciąż tam się znajduje.

Badania kosmosu bardzo rzadko dają jednoznaczną odpowiedź na postawione pytanie. To raczej sztuka zbierania skrawków informacji, z których żadna nie jest rozstrzygająca, ale wszystkie razem dają obraz sytuacji.

Woda była czy nie?

Tak jest niemal ze wszystkim. Ale zatrzymajmy się na Marsie. Czy jest woda na Marsie? Tak, jest. Wiemy to dzisiaj, ale musiały minąć długie lata, by móc tak jednoznacznie na to pytanie odpowiedzieć. Bo czy dowodem jest to, że z orbity widać struktury, które wyglądają jak wyschnięte koryta rzek? Czy dowodem jest to, że gdzieniegdzie – na zdjęciach z orbity – widać pojawiające się jak gdyby strużki wody? Szczególnie na nasłonecznionych zboczach gór. Czy dowodem na istnienie zamarzniętej wody są czapy czegoś białego na marsjańskich biegunach albo po prostu teoria, która mówi, że woda na Marsie być powinna? Żaden z wyżej wymienionych faktów sam w sobie o niczym nie świadczy. Ale wszystkie one razem powodują, że dzisiaj fakt istnienia wody na Czerwonej Planecie nie jest podawany w wątpliwość. Do tego dochodzi jeszcze jeden eksperyment, a mianowicie wykrycie pary wodnej w bardzo rzadkiej marsjańskiej atmosferze. A co z życiem?

Tym dawnym i tym obecnym? Sytuacja wygląda bardzo podobnie. To, że w znalezionym na Ziemi meteorycie pochodzącym z Marsa są ślady funkcjonowania żywych organizmów, o niczym nie musi świadczyć. Bakterie mogły do niego wejść, gdy skała była już na Ziemi. Istnienie wody i warunków (temperatura, promieniowanie, ciśnienie), które umożliwiały istnienie życia, także nie jest żadnym dowodem. Podobnie jak to, że na Marsie znajdowane są skały niemal identyczne jak skały osadowe pochodzenia biologicznego na Ziemi. Na to nakłada się teoria, która mówi, że w części, a być może nawet w całości życie czy elementy składowe życia na Ziemię przyniosły komety. Ale czy z tego faktu wynika, że na Marsie było życie? Może rzeczywiście komety tam uderzały, ale nie da się sprawdzić, czy najprostsze komórki tam się rozwinęły. I podobnie jak z wodą: żaden z tych argumentów sam z siebie o niczym nie świadczy, ale wszystkie równocześnie… Badania kosmiczne są jak puzzle – żaden nie zdradzi, co kryje cały obraz, ale im więcej mamy ich w ręku, tym więcej wiemy o świecie, który opisują. Właśnie znaleziono kolejny klocek. Niezwykle ważny i pasujący do poprzednich. Tym klockiem jest metan.

Co z tym życiem?

Ściślej rzecz biorąc, nie tyle metan, ile szybkie zmiany jego stężenia. O tym, że w niezwykle rzadkiej marsjańskiej atmosferze znajdują się niewielkie ilości metanu, wiedziano od dawna. Problemem było jego pochodzenie. Metan może powstawać na wiele różnych sposobów, ale na Ziemi niemal wszystkie związane są z działalnością organizmów żywych. Metan – zwany czasami gazem błotnym – składa się z atomu węgla i czterech połączonych z nim atomów wodoru (jego wzór to CH4). Jest bezwonny i bezbarwny. Skąd się wziął na Marsie? To jest właśnie pytanie za milion dolarów. A może nawet za 100 milionów. Amerykański łazik marsjański Curiosity nad wywierconym przez siebie otworem wykrył dziesięciokrotny wzrost stężenia metanu. Otwór nie był zbyt głęboki, metan zaczął się ulatniać z gruntu, który znajduje się zaraz pod powierzchnią. Do odkrycia doszło podczas badań wewnątrz 154-kilometrowego krateru Gale. W warunkach ziemskich metan jest w 95 proc. pochodzenia organicznego i związany ściśle z cyklem życiowym roślin i zwierząt. Ten fakt o niczym jeszcze nie przesądza. Po pierwsze dlatego, że pozostałe 5 proc. to produkcja metanu w procesach geologicznych. A po drugie kto powiedział, że znamy wszystkie procesy produkcji metanu? Być może na Marsie mają miejsca takie, których na Ziemi nie ma. – Te okresowe znaczne wzrosty zawartości metanu w atmosferze, tj. szybki wzrost, a później spadek, wskazują, że ich źródło musi być stosunkowo niewielkie – przypuszcza Sushil Atreya z Uniwersytetu Stanu Michigan, który bierze udział w projekcie Curiosity. – Może być wiele źródeł, biologicznych i niebiologicznych, takich jak np. reakcje zachodzące między wodą i skałami – dodał.

Podsumowując. Co wiemy nowego? Jeden z marsjańskich łazików wykrył szybko zmieniające się stężenie metanu. Czy to znaczy, że znaleziono tam życie? Nie! Czy to znaczy, że było tam kiedyś życie? Nie! W takim razie co to znaczy? Tylko tyle, albo aż tyle, że mamy kolejny kawałek układanki. Nie znamy jeszcze pełnego obrazu, ale wydaje się, że jest na nim planeta, która kiedyś obfitowała zarówno w płynną wodę, jak i w życie. Planeta, na której to życie przetrwało do dzisiaj.

Brak komentarzy do Żyć albo nie żyć

Teleportuj się !!!

Powiem szczerze: bałbym się teleportacji, skoro mamy kłopot z tradycyjnymi środkami transportu. A tymczasem naukowcom udała się teleportacja na odległość 25 km!

Może więc i dobrze, że teleportacja ludzi jest (na razie) niemożliwa. O co w ogóle chodzi? Teleportacja to przenoszenie obiektów z miejsca na miejsce, ale – jak mówią fizycy – bez zachowania ciągłości istnienia. Brzmi nie najlepiej, ale w największym skrócie polega na tym, że obiekt w jednym miejscu znika, a w drugim się pojawia.

Mielonka

Teleportacja jest dość popularna np. w filmach science fiction. Szczególnie w tych, których akcja dzieje się w przestrzeni kosmicznej. To jeden z dwóch sposobów radzenia sobie z ogromnymi odległościami, jakie w kosmosie są faktem. Nie chcąc narażać się na śmieszność, trzeba znaleźć w miarę prawdopodobny sposób szybkiego przemieszczania się. Jednym ze sposobów radzenia sobie z tym kłopotem jest zamontowanie w statkach kosmicznych napędów nadświetlnych, czyli takich, które rozpędzają obiekt do prędkości wyższej niż prędkość światła. Drugim ze sposobów jest teleportowanie. Napędów nadświetlnych nie ma i nie wiem, czy kiedykolwiek będą. Jeżeli zaś chodzi o teleportację, to problemu nie ma. Naukowcy potrafią teleportować… choć na razie nie ludzi. Na razie nie mamy ani urządzenia, ani nawet pomysłu, jak powinno wyglądać urządzenie do teleportowania większych i bardziej złożonych obiektów. Pisząc „większych i bardziej złożonych”, nie mam na myśli słonia afrykańskiego czy fortepianu. Mam na myśli większe atomy, nie mówiąc już nawet o najprostszej cząsteczce chemicznej.

Problemy z teleportowaniem przewidzieli także futurolodzy. Od czasu do czasu także w produkcjach science fiction nielubiany bohater korzystał z uszkodzonego „portalu” i w efekcie pojawiał się „po drugiej stronie” w kawałkach albo w formie przypominającej – brutalnie mówiąc – mielonkę. I także tutaj scenarzyści mieli nosa i nie bardzo minęli się z prawdą. Z definicji przy przesyłaniu cech zwanych stanami kwantowymi cząstki A do oddalonej cząstki B, niszczony jest stan kwantowy A. Trochę to skomplikowane, ale w zasadzie da się prosto wytłumaczyć. Nie może być tak, że teleportacja polega na skopiowaniu obiektu. Wtedy istniałyby dwa takie same obiekty. Teleportacja polega na „sczytaniu” obiektu A i przesłaniu w oddalone miejsce. Ale w czasie tego przesyłania obiekt A przestaje istnieć („znika”). Gdy przychodzi do jego odtworzenia, a coś pójdzie nie tak jak trzeba, wychodzi… w największym skrócie mielonka.

W czym jest problem?

Dzisiaj nikt ludzi oczywiście nie próbuje teleportować. Poza zasięgiem naukowców jest nawet teleportacja najprostszych cząsteczek. Nawet tak prostych jak chociażby trzyatomowa cząsteczka wody. Więcej, dzisiejsza technika nie pozwala teleportować nawet pojedynczego atomu, o ile mówimy o większym atomie, np. uranu, który składa się z kilkuset protonów, neutronów i elektronów. Jak to wygląda w praktyce? Każda cząstka ma tzw. stany kwantowe, czyli swoją specyfikę. Cząstki różnią się od siebie właśnie stanami kwantowymi, tak jak obiekty makroskopowe różnią się od siebie np. kolorem, zapachem, smakiem czy fakturą. Teleportacja polega na odczytaniu tych „cech”, przesłaniu ich w nowe miejsce i tam nadaniu ich innej cząstce. Przy okazji niszczy się stany kwantowe cząstki pierwotnej, stąd nie ma mowy o kopiowaniu czegokolwiek, tylko rzeczywiście o przesyłaniu.

Skoro to takie proste, w czym problem, żeby teleportować duże obiekty? Nie da się przesłać takich cech jak kolor, kształt, smak czy zapach po to, by w drugim teleporcie je odtworzyć… Te wspomniane cechy makroskopowe są wypadkową stanów kwantowych miliardów, bilionów cząstek, z których duże obiekty się składają. Problem teleportowania dużych czy większych od pojedynczych cząstek obiektów jest więc problemem skali. Na razie ledwo radzimy sobie ze stanami kwantowymi maleńkich obiektów, ale przyjdzie czas na te większe. I może wtedy pojawi się problem, czy da się teleportować wiedzę, czy da się teleportować duszę…

Wróćmy jednak na Ziemię (albo ziemię). Pierwszą teleportację kwantową przeprowadzono w 1997 r., ale już 7 lat później zespół badaczy z USA i Austrii opublikował dane, z których wynikało, że teleportowano najmniejszy atom, czyli wodór. Tym razem w piśmie „Nature Photonics” ukazała się publikacja, z której wynika, że dzięki badaczom z Uniwersytetu w Genewie, należącego do NASA Jet Propulsion Laboratory, oraz z National Institute of Standards and Technology w USA, udało się teleportować cząstkę na rekordową odległość 25 kilometrów. Informacja o stanach kwantowych została przesłana światłowodem, ale w przyszłości być może uda się ją przesłać falami radiowymi albo promieniem lasera. Tylko 25 kilometrów? Tak, wiem, wiem. W ten sposób na Księżyc czy Marsa się nie dostaniemy, ale od czegoś trzeba zacząć

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

1 komentarz do Teleportuj się !!!

Komputer na światło

Wyobraź sobie komputery miliardy razy szybsze od tych, które dzisiaj mamy do dyspozycji. Po co nam takie urządzenia? Na razie jeszcze nie wiem, ale jestem pewien, że jak tylko je stworzymy, zastosowania sypną się jak z rękawa.

Wyobraź sobie komputery miliardy razy szybsze od tych, które dzisiaj mamy do dyspozycji. Po co nam takie urządzenia? Na razie jeszcze nie wiem, ale jestem pewien, że jak tylko je stworzymy, zastosowania sypną się jak z rękawa.

Skąd ta pewność? Tego uczy nas historia. Także ta najnowsza. W 1946 roku Thomas Watson, prezes koncernu IBM, firmy, która właśnie skonstruowała pierwszy komputer, stwierdził publicznie, że tego typu maszyny nigdy nie będą powszechne. W dość długim przemówieniu powiedział także, że jego zdaniem w przyszłości świat nie będzie potrzebował więcej niż 5 maszyn cyfrowych. No tak, przecież gry były planszowe, o internecie nikt nie słyszał, a dokumenty można przecież pisać na maszynie do pisania. Tymczasem dzisiaj mocna pozycja firmy IBM została zbudowana właśnie na produkcji ogólnie dostępnych i powszechnych maszyn cyfrowych. I jeszcze jeden przykład. W połowie lat 90. XX wieku (czyli zaledwie 20 lat temu) guru technologii cyfrowej, założyciel i szef Microsoftu Bill Gates stwierdził, że internet to mało użyteczna zabawka. Faktycznie, wtedy był on czymś takim. Faktycznie, listy można było wysłać pocztą albo faksem. Zawsze to samo. Cywilizacja rozwija się dzięki wizjonerom spełniającym swoje marzenia. Dzięki ludziom, którzy nie zawsze potrafią odpowiedzieć na pytania „po co?” albo „do czego nam się to przyda?”. Historia uczy jednak, że każde odkrycie, każda rewolucja błyskawicznie zostają zagospodarowane. I stąd pewność, że komputery kwantowe, bo o nich mowa, będą urządzeniami, bez których ludzie nie będą sobie wyobrażali życia.

Światłem hurtowo

Pomysł, by wykorzystać kwanty (np. pojedyncze cząstki światła) jako nośnik informacji, jako „medium” do prowadzenia obliczeń, ma około 40 lat. Jak to często bywa, w takich sytuacjach dość trudno wskazać pierwszego pomysłodawcę, ale nie ma wątpliwości, że jednym z pierwszych był znany fizyk Richard Feynman. No i potoczyło się. Na kilku uniwersytetach grupy naukowców rozpoczęły teoretyczne obliczenia. Jedna z takich grup, związana z uniwersytetem oksfordzkim, stworzyła protokoły kwantowe. Współpracował z nią też Polak, Artur Ekert. Po około 10 latach od rzucenia pomysłu, czyli w połowie lat 90. XX wieku, powstały pierwsze podstawowe elementy konstrukcji komputera kwantowego, czyli bramki, które przetwarzały kubity. Co to takiego? To cząstki elementarne, fotony lub elektrony, których różne stany w pewnym sensie są nośnikami informacji. Tylko dlaczego komputer zbudowany „na kwantach” ma być szybszy od tradycyjnego? Sprawa, wbrew pozorom, nie jest aż tak bardzo skomplikowana. Podstawą jest przeniesienie się do zupełnie innego świata. Świata, w którym nic nie jest takie jak w naszym świecie. Mam tutaj na myśli świat kwantów, same podstawy budowy naszej materii. Zjawiska, które tam występują, są dla nas fascynujące, bo wokół nas ich nie zauważamy. Więcej, one są nielogiczne, przeczące intuicji i zdrowemu rozsądkowi.

Jedną z dziedzin badających ten świat jest optyka kwantowa. Tak jak „zwykła” optyka, czyli ta, której uczymy się w szkole na lekcjach przyrody czy fizyki, tak samo i ta kwantowa zajmuje się światłem. Różnica polega na tym, że optyka kwantowa bada pojedyncze cząstki światła, czyli kwanty albo ich niewielkie grupy (pary, trójki…), podczas gdy „optyka szkolna” zajmuje się światłem bardziej „hurtowo”. Bada je jako zbiór ogromnej ilości kwantów. Właśnie w tych ogromnych ilościach fotonów (czyli w wiązkach czy promieniach światła) gubią się te zjawiska, które w przypadku pojedynczych cząstek występują. O co konkretnie chodzi? Na przykład o zjawisko superpozycji. – To zjawisko nie występuje w świecie klasycznym i bardzo trudno w ogóle znaleźć do niego zrozumiałą analogię – mówi „Gościowi” Radosław Chrapkiewicz, doktorant Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

I w lewo, i w prawo

Superpozycja. O co chodzi? – Definicja mówi, że to istnienie dwóch pozornie wykluczających się stanów cząstki – mówi Chrapkiewicz. I od razu dodaje, że superpozycja w naszym świecie nie występuje, ale gdyby występowała, strzałka skierowana w prawo równocześnie byłaby skierowana także w lewo, a prawy but byłby równocześnie lewym. – W świecie, który nas otacza, strzałka jest skierowana albo w jedną, albo w drugą stronę, a jeden but może być albo prawy, albo lewy. Ale w świecie kwantów jest inaczej. Jedna cząstka może istnieć w stanach, które się wzajemnie wykluczają. Tylko co to ma wspólnego z komputerami kwantowymi? W klasycznym komputerze, takim, jaki stoi w niemal każdym domu, takim, na jakim piszę ten artykuł, wszelkie obliczenia robi się na zerach i jedynkach. Maleńkie elementy elektroniczne mogą przyjmować albo wartość „0”, albo „1”. – W komputerze kwantowym w pewnym sensie zera i jedynki istnieją równocześnie, a to oznacza, że możemy wykonywać równocześnie wiele obliczeń naraz – mówi Radosław Chrapkiewicz. Muszę mieć niewyraźną minę, bo Radek tłumaczy dalej. – Jeden klasyczny bit to jest zero lub jedynka, jeden kwantowy bit, czyli kubit, to jakiś stan równoczesnego istnienia zera i jedynki. W tym samym momencie zamiast jednej wartości mamy dwie współistniejące. Jeżeli weźmiemy dwa kubity, mamy jednoczesne współistnienie czterech wartości, bo tyle jest możliwych kombinacji zer i jedynek. A jeżeli zbuduję komputer dziesięciokubitowy, różnych możliwości jest 2 do 10 potęgi, czyli 1024, podczas gdy w klasycznym komputerze dziesięciobitowym jest tylko 10 możliwości – tłumaczy Radosław Chrapkiewicz. I dodaje: – Liczba operacji możliwych do wykonania równocześnie rośnie bardzo szybko wraz ze wzrostem liczby kubitów. Komputery skonstruowane w ten sposób działałyby nieporównywalnie szybciej, bo wiele operacji mogłyby wykonywać równocześnie. Dzisiejsze komputery nie potrafią robić kilku operacji naraz – kończy Chrapkiewicz.

Zasada działania komputera kwantowego nie wydaje się skomplikowana. Ale jak jest z jej realizacją? No i tutaj pojawia się problem. Dzisiaj nie ma jeszcze układów, które z czystym sumieniem można byłoby nazwać wielokubitowymi. Co prawda na początku lutego 2007 roku firma D-Wave Systems zaprezentowała 128-kubitowy komputer, ale istnieją uzasadnione wątpliwości, czy to rzeczywiście jest „pełnowartościowy” komputer kwantowy, czy tylko urządzenie, które wykorzystuje pewne zjawiska kwantowe. Być może różnica pomiędzy tymi dwoma przypadkami jest subtelna, ale specjaliści ją zauważają. Ale nawet w przypadku komputera, który nie jest przez wszystkich zaliczany do maszyn kwantowych, liczby mogą robić wrażenie. Jedna z grup badaczy twierdzi, że stworzyła czip, który może dokonywać ponad 10^38 obliczeń naraz. Zwykłemu, klasycznemu komputerowi zajęłoby to kilka milionów lat.

To takie logiczne

No i powstaje pytanie kluczowe. Po co nam tak szybkie komputery? Kilka zastosowań przychodzi do głowy od razu. Zastosowania wojskowe, a właściwie wywiadowcze. Dzisiejsze komputery nie radzą sobie z ogromną ilością danych, które nadsyłają urządzenia podsłuchowe. Ludzie odpowiedzialni w strukturach państwa za bezpieczeństwo (własnych obywateli) nie lubią sytuacji, gdy mają dane, ale nie są ich gdy przeanalizować, bo jest ich za dużo. Niewiele instytucji ma fundusze na to, by inwestować w takie dziedziny nauki jak optyka kwantowa. Nieliczne są instytucje związane z wojskiem czy wywiadem. Amerykańska Agencja Bezpieczeństwa Narodowego, która zajmuje się tym drugim, w komputery kwantowe inwestuje duże pieniądze. Zresztą podobnie było z komputerami, których dzisiaj używamy. Ich rozwój związany był z Projektem Manhattan – budowy pierwszej bomby jądrowej. – Ta analogia jest bardzo dobra. Moim zdaniem komputery kwantowe dzisiaj są na takim etapie rozwoju technologicznego, jak w latach 40. XX wieku były komputery klasyczne – mówi Radosław Chrapkiewicz. I dodaje, że nie sposób dzisiaj powiedzieć, kiedy przyjdzie przełom.

Choć sam zajmuje się optyką kwantową, nie jest w stanie wyobrazić sobie komputerów kwantowych w każdym domu czy w zminiaturyzowanej wersji zastosowanych w jakichś urządzeniach mobilnych, takich jak np. dzisiejsze smartfony. Nie tylko zresztą on. Przegląd specjalistycznych stron internetowych pokazuje, że gdy mowa o wykorzystaniu komputerów kwantowych, najczęściej pojawiają się stwierdzenia o analizie dużej ilości danych, w tym danych naukowych i o skomplikowanych modelach matematycznych, dotyczących np. pogody czy na przykład projektowania leków. Nic dla ludzi? Cóż, leki są jak najbardziej dla ludzi, ale faktycznie brakuje nam chyba wyobraźni, by dzisiaj znaleźć zastosowanie dla maszyn o tak ogromnej mocy obliczeniowej. Spokojnie, gdy pojawią się takie komputery, pojawią się i zastosowania. A wtedy będziemy nieskończenie zdziwieni, że wcześniej tych zastosowań nie potrafiliśmy zauważyć. Przecież one są takie… logiczne.

komputer kwantowy

 

>>> Na zdjęciu układ skonstruowany przez firmę D-Wave Systems, zawierający 128 kubitów.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

6 komentarzy do Komputer na światło

Telepatia działa…

…przez internet. Przeprowadzono eksperyment, w ramach którego udało się skomunikować ze sobą dwa oddalone od siebie mózgi. W efekcie jeden człowiek zrobił coś, co pomyślał drugi.

…przez internet. Przeprowadzono eksperyment, w ramach którego udało się skomunikować ze sobą dwa oddalone od siebie mózgi. W efekcie jeden człowiek zrobił coś, co pomyślał drugi.

Nieinwazyjny interfejs mózg–mózg jest czymś, co budzi równie dużo obaw, co nadziei i fascynacji. Odkrycie czy raczej eksperyment był dość naturalną konsekwencją prac, które prowadzi się od lat i które polegają na „sprzęgnięciu” ze sobą mózgu i komputera. Interfejsy mózg–komputer działają dzięki odczytowi, a następnie skomplikowanej interpretacji sygnałów elektrycznych, które generuje ludzki mózg. Te sygnały mogą być odczytywane wprost z mózgu, ale także (co czyni całą sprawę jeszcze bardziej skomplikowaną) na powierzchni skóry głowy. Zresztą te same sygnały są analizowane w znanej lekarzom od lat metodzie EEG. Interfejs mózg–komputer jest kolejnym krokiem. Sygnały są nie tylko rejestrowane, ale przypisywane jest im pewne znaczenie. I tak np. osoba niepełnosprawna myśląc, jest w stanie kierować wózkiem inwalidzkim. Albo ktoś całkowicie sparaliżowany jest w stanie komunikować się z otoczeniem poprzez koncentrację, wyobrażanie sobie np. liter, które następnie pojawiają się na ekranie komputera (opisuję to w skrócie, bo w rzeczywistości proces jest bardziej złożony).

Jak mózg z komputerem

Wspomniane techniki nie są przeznaczone oczywiście tylko dla ludzi chorych. Już dziś można kupić urządzenie przypominające kask, które zakłada się na głowę, co pozwala za pomocą myśli sterować postaciami w grze komputerowej. Być może w przyszłości komunikacja ludzi z urządzeniami elektronicznymi w całości będzie się opierała na falach mózgowych. Dzisiaj w komputerze czy telefonie niezbędna jest klawiatura, myszka czy dotykowy ekran. Inaczej nie wprowadzimy do urządzenia informacji, bez tego nie wyegzekwujemy żadnego działania. Przyszłości nie da się przewidzieć, ale nie znaczy to, że nie można zostać futurologiem. Sytuacja, w której myślami będę „współpracował” z komputerem, wydaje mi się fascynująca. Ale to oczywiście nie koniec drogi, tylko być może dopiero jej początek. No bo skoro da się skomunikować pracę mózgu i komputera, dlaczego nie spróbować komunikacji pomiędzy dwoma mózgami? Naukowcy z amerykańskiego Uniwersytetu Waszyngtona stworzyli taki interfejs. Informacja pomiędzy dwoma mózgami została przesłana siecią internetową.

Pisząc „informacja”, nie mam jednak na myśli konkretnej wiedzy przekazywanej pomiędzy mózgami, tylko raczej impuls do zrobienia czegoś. Eksperyment wykonało dwóch uczonych, którzy tematem zajmowali się od wielu lat. Jeden to Andrea Stocco, drugi Rajesh Rao. W sierpniu tego roku ci dwaj panowie usiedli wygodnie w fotelach w dwóch różnych punktach kampusu uniwersyteckiego i zrobili coś, co będzie opisywane kiedyś w podręcznikach. Rao założył na głowę czepek z elektrodami rejestrującymi fale mózgowe. Z kolei Stocco założył czepek z elektrodami do tzw. przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. W pewnym sensie te urządzenia są swoją przeciwnością. Jedno fale mózgowe rejestruje, a drugie raczej je w mózgu generuje. Rao nie myślał o niczym specjalnym, po prostu grał w grę komputerową, z tym, że nie przez klawiaturę czy inne urządzenie peryferyjne, tylko używał do tego własnych myśli. Gdy jego zadaniem było trafienie w cel znajdujący się z prawej strony ekranu komputera, wyobrażał sobie, że porusza prawą ręką i trafia w ten punkt. Tymczasem niemal dokładnie w tej samej chwili jego kolega Stocco, kilkaset metrów dalej, rzeczywiście poruszył prawą ręką.

Mimowolny tik

Stocco miał na uszach słuchawki (po to, by nie było podejrzeń, że ktoś mu podpowiada) i słuchał muzyki. Nie patrzył też na ekran komputera. Był zrelaksowany, odpoczywał, a w pewnym momencie poruszył palcem ręki. Nie do końca potrafił powiedzieć, dlaczego to zrobił. Tłumaczył, że jego ruch „przypominał mimowolny tik”. Ten eksperyment oznacza, że po raz pierwszy udało się przekazać informację pomiędzy dwoma mózgami. Na razie ten przepływ jest jednokierunkowy, ale wiadomo, że kolejnym krokiem będzie dwukierunkowość. Co ciekawe, w tym eksperymencie w zasadzie nie używa się niczego, co dotychczas nie było znane. Zarówno EEG, jak i stymulację magnetyczną lekarze stosują od wielu lat. Przełom polega na tym, że badaczom udało się, wykorzystując znane narzędzia, uzyskać zupełnie nową jakość. Badacze jak zwykle studzą emocje.

Eksperyment powiódł się dlatego, że ośrodek odpowiedzialny za motorykę nie jest usytuowany we wnętrzu mózgu, tylko na jego powierzchni. W innym wypadku nie udałoby się go pobudzić bezinwazyjnie z zewnątrz. Nie ma żadnych szans – jak twierdzą – na to, by obecna metoda była wykorzystywana do wpływania na myśli drugiego człowieka. Badacze kategorycznie stwierdzili również, że nie ma także możliwości sterowania drugim człowiekiem bez jego woli. Na co w takim razie są szanse? Dość trudno na tym etapie powiedzieć, ale niemal od razu narzuca się pomoc osobom niepełnosprawnym w komunikacji ze światem zewnętrznym. Być może uda się stworzyć urządzenia pomagające ludziom w kontrolowaniu bardzo skomplikowanych urządzeń, takich, jakimi są np. samoloty.

Dwóch pilotów mogłoby być w jakiś sposób połączonych ze sobą, tak, że działaliby jako jeden organizm, a nie dwa oddzielne. Z drugiej strony piloci przez wielogodzinne szkolenia, nawet bez nowej technologii, potrafią doskonale ze sobą współpracować. Jest jeszcze coś. A może ta technologia przyda się w porozumiewaniu pomiędzy osobami, które mówią w różnych językach? Fale mózgowe są przecież uniwersalne i nie zależą od wieku, kultury i pochodzenia. Tym bardziej że nikt nie powiedział, że w takiej komunikacji mogą uczestniczyć tylko dwie osoby.

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

1 komentarz do Telepatia działa…

Ład czy chaos?

Chaos i ład – choć wydają się przeciwstawne, w naturze pięknie się przenikają. Ład wynika z chaosu, a chaos kroczy przed harmonią. Wystarczy spojrzeć na piaskową wydmę, płatek śniegu czy którykolwiek układ planetarny.

Co było pierwsze: ład czy chaos? W życiu codziennym chaos powstaje z ładu, ale we wszechświecie w różnych skalach kolejność może być odwrotna. Gwiazdy i układy planetarne powstają z chaotycznej chmury drobinek, ta zaś z eksplozji gwiazdy. Tylko czy taka chmura jest rzeczywiście chaotyczna? Nie da się przewidzieć ruchu każdego z jej atomów, ale to nie znaczy, że nie działają w niej prawa fizyki. Z czasem to one wprowadzają porządek. Z tego porządku rodzą się nowe światy. Ale czy w nich panuje ład i porządek?

Góra piasku

Z naszego punktu widzenia niekoniecznie. Na przykład ruch planet, księżyców i wszystkich innych obiektów w Układzie Słonecznym wydaje się uporządkowany i przewidywalny. Ale gdyby tak było, jak należałoby tłumaczyć, skąd wzięły się kratery, które świadczą o kolizjach, do jakich dochodziło w przeszłości i wciąż dochodzi? Skąd pojawiające się co jakiś czas „alarmy”, że do Ziemi zbliża się groźna asteroida albo planetoida? Czy to wszystko rzeczywiście działa jak w szwajcarskim zegarku? Tak, ale złożoności tego mechanizmu nie jesteśmy (jeszcze?) w stanie pojąć. Zdarzenia w kosmosie, a wśród nich zderzenia między kosmicznymi obiektami, są elementem porządku, którego my nie dostrzegamy. Ta swego rodzaju ślepota to problem nie tylko kosmicznych skal. Mamy kłopot z ogarnianiem świata w każdej skali. Z tych ograniczeń wynika to, że dość często mylimy chaos z porządkiem. Jak to możliwe?

Wyobraźmy sobie niewielki fragment pustyni i wietrzny dzień. Pojedyncze ziarenka piasku są unoszone i opadają. Jedne blisko siebie, inne dalej. Jedne w powietrzu przebywają chwilę, inne przez długi czas. Nie ma najmniejszych szans, by przewidzieć ruch wspomnianych ziarenek. On zależy od tak wielu czynników, że największe komputery na Ziemi nie poradziłyby sobie z takim wyzwaniem. Gdy patrzy się na ten obraz, aż ciśnie się na usta słowo „chaos”. Czy ruch ziarenek piasku podrywanych przez wiatr jest przypadkowy? Na pewno jest (dla nas) nieprzewidywalny, ale nie chaotyczny. Jest w nim porządek i rządzą nim prawa fizyki. Nie trzeba wierzyć na słowo, wystarczy poczekać, aż wiatr ustanie, a wtedy naszym oczom ukaże się wydma. Ta potrzebuje swego rodzaju nieporządku. Wydma nigdy nie powstanie na idealnie płaskiej powierzchni. Potrzebna jest przeszkoda. Lokalne zaburzenie porządku. Po co? By wyhamować wiatr. Tylko wtedy niesiony przez niego piasek opadnie. Jedno ziarenko, później drugie, kolejne…

(Nie)porządek na zimno

Wystarczy rzut oka na wydmę, by zobaczyć porządek. Wydmy zawsze mają jedno zbocze łagodne, a drugie strome. Łagodnym odwrócone są w kierunku wiejącego wiatru. Rozpoznajemy wydmy poprzeczne, seify, barchany czy wydmy gwiaździste. Ich kształt zależy od wielu czynników. Wśród nich są ukształtowanie terenu, siła i kierunek wiatru oraz rodzaj (właściwości) piasku. Zależności między tymi czynnikami są tak skomplikowane, że nawet największe komputery nie są w stanie tego ogarnąć. Ale o żadnym chaosie nie ma tu mowy. Tak samo jak nie ma mowy o chaosie w procesie tworzenia się kryształów. Chyba najlepszą ilustracją jest powstawanie płatków śniegu. Nie mogłyby się pojawić w idealnie czystym powietrzu, w którym nie byłoby chociażby najmniejszego pyłku. Woda w pewnej temperaturze zamarza – to jasne – ale może przechodzić w stan stały na dwa sposoby. Lód to cząsteczki wody, które zamarzły w nieuporządkowaniu. Śnieg to kryształy wody, a więc cząsteczki, które zamarzając, zdążyły się uporządkować, znaleźć się na swoich miejscach. Płatek śniegu to nieprzewidywalny porządek. Nie ma dwóch takich samych śnieżynek, ale to nie zmienia faktu, że wszystkie są stworzone według konkretnego wzoru. Każdy płatek śniegu ma kształt sześciokąta foremnego, figury, która ma sześć kątów (wierzchołków) i której wszystkie boki są równej długości. Dlaczego? Bo cząsteczki wody w krysztale łączą się ze sobą szóstkami. Połączenie „na płasko” sześciu cząsteczek wody musi utworzyć sześciokąt, w którym w wierzchołkach są atomy tlenu. I choć płatki śniegu są sześcioramiennymi gwiazdkami, każda jest nieco inna, bo każdy płatek ma inną historię, przechodzi inną drogę w chmurze. Nie da się jej przewidzieć ani odtworzyć. Rządzi nią zbyt wiele zmiennych, ale czy można powiedzieć, że w chmurze śniegowej panuje chaos? Idealnie regularne, symetryczne i uporządkowane płatki śniegu świadczą o czymś zupełnie innym. Tak samo jak idealnie „dostrojone” do siebie planety w systemach planetarnych, które powstały z chmury materii. Czy istnieją dwie takie same gwiazdy? Czy istnieją dwa takie same układy planetarne? Nie. Każdy jest inny, mimo że wszystkie powstały na podstawie tych samych zasad fizyki.
Za mało wiemy

Co ciekawe, nie do przewidzenia czy nie do opisania jest nie tylko proces, w którym coś powstaje (układ planetarny, wydma, kryształ…), ale także sam moment, w którym to powstawanie się zaczyna. Zainicjowanie wielu procesów wiąże się z nieprzewidywalną sytuacją. W przypadku płatka śniegu musi być pyłek, jakieś zanieczyszczenie. Podobnie sprawa się ma ze wszystkimi kryształami. Woda w garnku nie zacznie się gotować, o ile na ściankach garnka nie znajdzie się jakaś mała rysa. W idealnie gładkim garnku idealnie czysta woda może być w stanie ciekłym nawet wtedy, gdy jej temperatura dawno przekroczyła 100 st. C. Lawina rozpoczyna się od niewielkiego zaburzenia. Podobnie jak burza. Pioruny uderzają w sposób nieprzewidywalny, ale na pewno nie przypadkowy. Choć kształt błyskawic zdaje się na to nie wskazywać, w rzeczywistości ładunki elektryczne obierają drogę, która gwarantuje najmniejszy opór elektryczny. Skąd ładunki wiedzą, w którą stronę się przemieszczać? Przed właściwym wyładowaniem z chmury wylatuje niewielka „paczka” ładunków, która sprawdza drogę o najmniejszym oporze. Ładunki z błyskawicy, którą widzimy, są prowadzone niemalże jak po sznurku. Wszystko w idealnym porządku, według ściśle określonych reguł. Choć z zewnątrz wygląda to na chaos i przypadek.

Układ Słoneczny potrzebuje 250 mln lat, by zrobić pełny obrót wokół centrum galaktyki Drogi Mlecznej. Ten ruch ma oczywiście swoje konsekwencje. Zmieniające się kosmiczne otoczenie powoduje, że naruszana jest subtelna równowaga między Słońcem a pozostałymi obiektami w naszym układzie planetarnym. Tego oczywiście nie da się przewidzieć, ale zdarza się, że to naruszenie równowagi skutkuje wzmożoną aktywnością komet. Te częściej niż zwykle wylatują w kierunku Słońca. Zwiększa się przez to szansa na kolizję z Ziemią. Co oznaczałoby takie zderzenie? Chaos? To chyba nie jest dobre słowo. Dzięki takim kolizjom w przeszłości dzisiaj na Ziemi jest woda. Patrząc na przepiękny krajobraz z wodą, piaskiem i palmami w tle, warto sobie zdać sprawę, że tę wodę przyniosły komety, piasek to skruszone skały, a palma czy jakikolwiek inny żywy organizm na tej planecie są zbudowane z cząsteczek chemicznych, których ruch wciąż jest dla nas chaotyczny i nieprzewidywalny. Z chaosu w pewnym sensie wynika porządek. Widząc ten porządek, harmonię, warto sobie zdać sprawę z tego, że w naszym świecie tak naprawdę nic nie jest chaotyczne. Wszystko jest podporządkowane prawom natury. Wszystko jest uregulowane i przewidywalne. Kłopot w tym, że my tego porządku często nie dostrzegamy.

 

Tekst ukazał się w Tygodniku Gość Niedzielny

 

1 komentarz do Ład czy chaos?

Nano-lekarz

Kiedyś po naszym ciele będą krążyły niewielkie urządzenia badawcze. Będą sprawdzały stan naszego zdrowia, podawały leki, a może nawet wykonywały – od wewnątrz – operacje chirurgiczne. Kiedy to się stanie?

Kiedyś po naszym ciele będą krążyły niewielkie urządzenia badawcze. Będą sprawdzały stan naszego zdrowia, podawały leki, a może nawet wykonywały – od wewnątrz – operacje chirurgiczne. Kiedy to się stanie?

Nie wiem, kiedy ta wizja się spełni, ale widzę, że świat inżynierii zmierza w tym kierunku. A wszystko zaczęło się w 1960 roku od słów jednego z najbardziej zasłużonych i barwnych fizyków w historii nauki. Richard Feynman był znany z bardzo dużego poczucia humoru i talentów popularyzatorskich. Uwielbiał grać na bębnach bongo. W ich rytmie zdarzało mu się nawet prowadzić wykłady. Malował, pisał książki i zbierał znaczki. Ale w historii zapisał się z innego powodu. Był fizykiem teoretykiem i laureatem Nagrody Nobla. Pracownikiem najlepszych na świecie uniwersytetów. Zajmował się dość hermetyczną dziedziną, jaką jest kwantowa teoria pola i grawitacji, ale interesował się także fizyką cząstek i nadprzewodnictwem. To on jako pierwszy podał koncepcję komputera kwantowego i – w 1960 roku – zapowiedział powstanie nowej dziedziny inżynierii – nanotechnologii.

Sporo miejsca

Nanotechnologia bada i próbuje wykorzystać potencjał natury i właściwości świata bardzo małych rozmiarów i bardzo małych odległości. Co jest tam tak interesującego? – „There is plenty of room at the bottom” – powiedział w czasie pamiętnego wykładu zapowiadającego powstanie nowej dziedziny wspomniany już Richard Feynman. W tłumaczeniu na polski to zdanie znaczyłoby mniej więcej: „gdzieś tam na dole jest dużo miejsca”. Feynman zastanawiał się, jak naśladować naturę, która z atomów i cząsteczek potrafi tworzyć większe, olbrzymie, piękne struktury, takie jak chociażby białka czy cukry. A wszystko to robi ze znakomitą wydajnością, i mechaniczną, i energetyczną. Innymi słowy, człowiek powinien spróbować nauczyć się naśladować przyrodę, tworzyć układy złożone, wychodząc z atomów i cząsteczek, i kontrolując ten proces, mieć jakiś wpływ na powstającą nową materię. Brzmi dumnie, ale jak to zrobić? To jest właśnie coś, co ma rozstrzygnąć nowa dziedzina. Naukowcy i inżynierowie do tego wyzwania próbują podejść na dwa sposoby. Jeden to tak zwane „bottom up”, czyli przejście od podstaw, z tego poziomu najniższego, atomowo-cząsteczkowego, do większych, zaprojektowanych struktur. Czyli od pojedynczych atomów i cząsteczek do konkretnych materiałów. Najpierw tych w skali nanometrowej, a później o tysiąc razy większej, czyli mikrometrowej.

To podejście przypomina budowanie domu z cegieł. Małe elementy łączone są w duże struktury. Atomy łączone są w cząsteczki. Na przykład takie, które w przyrodzie nie występują. Cząsteczki białek, które mogą być lekarstwem na wciąż niezwyciężone choroby, czy cząsteczki o takich właściwościach, które można będzie wykorzystać w elektronice. Drugie podejście jest dokładnie odwrotne, czyli „top down” – z góry do dołu. To jak wytwarzanie ziarenek piasku podczas mielenia większych kawałków skały albo jeszcze lepsza analogia, mielenie całych ziaren kawy na kawowy proszek. Po co? Im drobniej zmielone, tym lepiej gorąca woda wyciągnie z nich kofeinę. Z całych ziaren kofeiny nie da się wyciągnąć. Wracając do fizyki czy technologii: to drugie podejście polega na rozdrabnianiu materii i schodzeniu do niższych jej form wymiarowych, do skali nano włącznie.

Podróże do wnętrza

O nanotechnologii można bardzo dużo pisać. Choć to nowy kierunek, rozwija się bardzo dynamicznie. Trudno znaleźć dziedzinę nauki, w której nie byłaby obecna. Jednym z bardziej pasjonujących kierunków jej rozwoju jest nanomedycyna. Ta rozwija się w dwóch kierunkach. Jeden to próby (coraz częściej udane) stworzenia nanocząsteczek, które będą nośnikami leków, a nawet genów. Wnikając do organizmu, będą uwalniać przenoszony materiał dokładnie w tym miejscu i dokładnie o tym czasie, jaki jest optymalny. Drugi kierunek to nanosensory i nanoroboty. Już kilka lat temu stworzono nanodetektor komórek rakowych. Do jego działania wystarczy – dosłownie – jedna kropla krwi. Krew przesączana jest przez tysiące mikroskopijnych kanalików krzemowych, w których znajdują się przeciwciała wyłapujące komórki nowotworowe. Analiza przeciwciał pozwala stwierdzić, czy w krwi znajdują się komórki rakowe, a jeżeli tak, to ile i jakie. Taka informacja nie może być pozyskana w trakcie standardowej analizy, bo komórek nowotworowych w krwi jest bardzo mało. Nanomedycyna jednak najbardziej kojarzy się z nanorobotami. Wpuszczone do ludzkiego krwiobiegu będą nie tylko monitorowały funkcje życiowe, ale także reagowały na stany kryzysowe organizmu.

Te skojarzenia – przynajmniej na razie – są nierealne. Na razie. W listopadowym numerze czasopisma naukowego „Nature Communications” opisano urządzenie wielkości kawałka główki od szpilki. Zbudowane jest jak muszla małża, z dwóch połówek połączonych w jednym punkcie (to połączenie przypomina zawias w drzwiach). Niewielkie elektromagnesy w obydwu częściach urządzenia mogą powodować otwieranie i zamykanie „muszli”. Ta w efekcie takiego ruchu może się poruszać. Prędkość tego ruchu jest oczywiście zależna od przekroju naczynia i prędkości krwi (oraz kierunku), ale już dzisiaj mówi się, że urządzenie, którego wielkość nie przekracza 0,3 mm, jest jednym z tych, które w przyszłości będą podróżowały we wnętrzu naszego ciała.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

Brak komentarzy do Nano-lekarz

Ten robot ma żywy mózg

Komórki szczurzego mózgu nauczyły się kontrolować pracę robota. – Dzięki temu może zrozumiemy jak wyleczyć chorobę Alzheimera – mówią naukowcy. Może i tak, ale mnie przechodzą ciarki po plecach jak myślę o tym eksperymencie.

Ludzki mózg, stanowi dla badaczy większą tajemnicę niż wszechświat. Nie wiemy jak w detalach przebiega proces uczenia się czy zapamiętywania. Nie wiemy dlaczego tkanka nerwowa się nie regeneruje. I co szczególnie ważne nie wiemy jak leczyć wiele chorób związanych z naszą pamięcią.

Mózg w mechanicznym ciele

Badacze z brytyjskiego University of Reading wybudowali robota, którego głównym zajęciem jest… jeżdżenie od ściany do ściany. Jest mały, wolny i prawie nic nie potrafi. Zamiast kamery ma zwykły sonar, a duże koła poruszają się mało precyzyjnie. Jest jednak szczególny. Jego mózgiem nie jest elektroniczny procesor, tylko żywe komórki nerwowe szczura. Ten robot ma żywy mózg ! To on najpierw się uczy, a po chwili sam decyduje gdzie robot ma jechać.

Kevin-foto Mózgiem robota jest 300 tyś komórek pobranych z kory mózgowej szczura. Naukowcy chemicznie pozbawili neurony połączeń międzykomórkowych (zabili ich pamięć ?) a następnie umieścili w specjalnym, wypełnionym pożywką i antybiotykami pojemniku. Stworzyli im warunki w których mogły samodzielnie żyć. W dno tego pojemnika zatopionych było 60 przewodów elektrycznych a ich zakończenia, elektrody, były wyprowadzone do środka pojemnika. To właśnie tymi elektrodami wędrowały impulsy elektryczne, np. wtedy gry robot zderzył się ze ścianą. Tymi samymi kanałami wędrowała informacja z sonarów. Gdy urządzenie zbliżało się do ściany, na elektrodach pojawiało się odpowiednie napięcie elektryczne. Gdy robot zderzał się ze ścianą, do komórek wędrował inny sygnał elektryczny a odpowiedni system nakazywał kręcić się kołom robota w innym kierunku.

Komórki uczą się

Po kilku próbach okazało się, że żywe komórki coraz rzadziej pozwalałby zderzać się ze ścianą. Nauczyły się, że sygnał „przed nami ściana” oznacza, że za chwilę dojdzie do kolizji. Żeby do tego nie dopuścić, tymi samymi elektrodami sygnał elektryczny wędrował w drugim kierunku. Szczurzy mózg w ciele robota nakazywał kołom skręt i do zderzenia ze ścianą nie dochodziło. Żywe komórki zaczęły kontrolować maszynę.

Gordons-neuronsPo jakimś czasie robot unikał nawet 90 proc. wszystkich kolizji. Ale nie o kontrolę, albo nie tylko o kontrolę chodzi. Naukowcom szczególnie zależy na tym, żeby na gorącym uczynku złapać proces uczenia się. Komórki nerwowe w specjalnym odżywczym odczynniku zaczęły rekonstruować połączenia pomiędzy sobą. Zaczęły do siebie wysyłać sygnały elektryczne. Naukowcy przeprowadzający to doświadczenie mówili, że wyglądało to trochę tak jak gdyby pojedyncze neurony szukały siebie nawzajem, a równocześnie komunikowały gdzie same się znajdują. Tak jak gdyby same były żywym organizmem. – Wydaje się, że komórki mózgu mogą ponownie się organizować w każdych warunkach, które nie są dla nich zabójcze – powiedział Steve Potter z Georgia Institute of Technology w Atlancie, USA. Każdy sygnał elektryczny jaki pochodził od komórek nerwowych, przez elektrody dostawał się do komputera i tam był rejestrowany. Szczurzy mózg, choć kierował robotem, nie przestawał być żywą tkanką. Potrzebował energii (stąd żel odżywczy w pojemniku z komórkami) oraz antybakteryjnej tarczy (stąd w żelu antybiotyki). To jednak nie wystarcza. Żywe komórki muszą mieć zapewnioną odpowiednią temperaturę. Dlatego też w czasie dłuższych prób szczurze komórki mózgowe wcale nie były fizycznie w robocie. Krążek z elektrodami i komórkami był podłączony do urządzenia, które sygnały elektryczne „tłumaczyło” na fale radiowe. Innymi słowy mózg robota był w inkubatorze w którym utrzymywana była optymalna temperatura, a robot sygnały o tym jak ma się poruszać dostawał za pośrednictwem fal radiowych (wykorzystano technologię Bluetooth). Odpowiednie urządzenie pozwalało na dwustronny kontakt pomiędzy jeżdżącym robotem i „jego” mózgiem w inkubatorze.

Czy to komuś pomoże ?

Mózg poza urządzeniem…brzmi abstrakcyjnie. Choć z drugiej strony dzisiejsze komputery także często korzystają z mocy obliczeniowej, która znajduje się poza ich „ciałem”. Coraz częściej to w chmurze trzymamy dane a nawet całe programy.

– To co w tych badaniach najciekawsze, to znalezienie odpowiedzi na pytanie jak aktywność pojedynczych neuronów przekłada się na złożone zachowania całych organizmów – powiedział dr Ben Whalley, jeden z naukowców biorących udział w badaniach. – Ten eksperyment pozwala na wgląd w ten proces na poziomie pojedynczych komórek. To pozwoli nam na sformułowanie odpowiedzi na pytania fundamentalne – dodaje. Naukowcom udało się nauczyć żywe komórki kontroli nad prostym robotem. Ale to nie oznacza końca eksperymentu. Kolejnym krokiem będzie uszkodzenie połączeń pomiędzy wyuczonymi już komórkami mózgu w taki sposób w jaki upośledzone są połączenia u osób cierpiących na chorobę Alzheimera czy Parkinsona. Jak teraz będzie wyglądał proces uczenia się ? Czy robot z mózgiem który „cierpi” na chorobę Alzheimera będzie także się uczył ? Czy powstaną nowe połączenia ? Jeżeli nie, co zrobić żeby powstawały ?

Choć badacze zaangażowani w projekt uważają, że ich praca będzie krokiem milowym w rozumieniu wielu procesów które dzieją się w mózgu, nie brakuje i takich, którzy studzą emocje. – To zaledwie model. To nie badania mózgu, tylko jego małego wycinka w sztucznym otoczeniu. Oczywiście wyniki badań mogą nas wiele nauczyć, ale mogą też zmylić nas na przyszłość. Przecież nie wiemy czy to co zaobserwujemy w laboratorium wystąpiłoby w rzeczywistości – powiedział Steve Potter z Georgia Institute of Technology. – Trzeba być bardzo ostrożnym w wyciąganiu daleko idących wniosków – dodaje. Autorzy badań zgadzają się z tym podejściem, ale podkreślają, że… – nawet jeżeli przeprowadzane przez nas eksperymenty tylko w 1 proc. pogłębią naszą wiedzę o chorobach takich jak Alzheimer, będzie to świadczyło o tym, że warto je było przeprowadzić – powiedział profesor Kevin Warwick z School of Systems Engineering. Co do tego nie ma jednak chyba żadnej wątpliwości.

 

Tekst ukazał się w Tygodniku Gość Niedzielny.

1 komentarz do Ten robot ma żywy mózg

UWAGA KONKURS!!!

Pytanie jest w zasadzie proste. Popatrzcie na to zdjęcie i zgadnijcie o czym będzie kolejny filmik. Odpowiedzi wpisujcie na FBkowym profilu Nauka. To lubię. Pierwsza osoba, która zgadnie, dostanie ode mnie bożonarodzeniowy prezent, którym jest – do wyboru – któraś z moich książek: „Kosmos” albo „Nauka. To lubię. Od ziarnka piasku do gwiazd”. Książki oczywiście z dedykacją dla wskazanej osoby.

Rozstrzygnięcie konkursu !!!

Zanim ogłoszę wyniki, chcę napisać, że to pierwszy, ale nie ostatni konkurs jaki tutaj ogłoszę. Zachęcam Was do włączenia funkcji „obserwowania” na facebookowym profilu Nauka. To lubię, a wtedy nic Was już nie ominie.

*********

Nagrodą w konkursie była jedna z dwóch moich książek. Z dedykacją oczywiście.
W sumie padło ponad 50 odpowiedzi, choć niektóre były tak rozbudowane, że właściwie powinno się je uznać za wielokrotne.

Prawidłowa padła jedna odpowiedź, ale o tym na końcu. Przede wszystkim BARDZO serdecznie Wam dziękuję za wzięciu udziału w zabawie. Szczególnie chciałem podziękować: Pawłowi Grychowi, Tadeuszowi Marek i Maciejowi Mrowcowi. Tych trzech Panów próbowało powiązać temat przewijania niemowląt (puder) z magnetyzmem. Myślę, że to b.ciekawy kierunek badań. W wolnej chwili zajmę się tematem.

Mirosławowi Dworniczkowi dziękuję za totalnie abstrakcyjne (jak dla mnie) skojarzenie, że „talk” to po angielsku rozmowa. A więc tematem filmiku będzie rozmowa o magnetyzmie. 🙂

And the winner is… Beata Pawłowska za odpowiedź: „o ludziach-magnesach”. Pani Beato, GRATULUJĘ, będę się z Panią kontaktował na priv.

Jeszcze raz wszystkim dziękuję za wzięcie udziału w konkursie.

 

 

Od kilkunastu miesięcy, średnio raz w tygodniu, dodaję nowy filmik na kanał Nauka. To lubię. Przy okazji BARDZO zachęcam do subskrypcji tego kanału. Często, zanim wrzucę nowy filmik, na FBkowy profil kanału wrzucam zdjęcie albo zagadkę związaną z tematem filmiku. Zwykle temat zgadujecie od razu, ale tym razem może być trochę trudniej.

DSC_0168

Przyglądnijcie się dokładnie temu zdjęciu i powiedzcie o czym będzie najnowszy filmik. Żeby nie było wątpliwości. Na zdjęciu jest kompas i dziecięcy puder (talk). Propozycje wpisujcie na FBkowym profilu.

Pierwsza osoba, która udzieli poprawnej odpowiedzi (jeżeli nie będzie poprawnych odpowiedzi nagrodę dostanie najbardziej oryginalna) dostanie w prezencie – do wyboru – którąś z moich dwóch książek „Kosmos” lub „Nauka. To lubię. Od ziarnka piasku do gwiazd”. Książkę zadedykuję wskazanej osobie i prześlę.

okładka - Kosmos   okładka - piasek

Rozwiązanie konkursu jutro (w środę) przed południem. Wtedy też „uwolnię” filmik.

Powodzenia 🙂

 

 

1 komentarz do UWAGA KONKURS!!!

Bombardowanie z kosmosu

Małe asteroidy o średnicy około 1 metra wpadają w naszą atmosferę zadziwiająco często. NASA właśnie opublikowała raport dotyczący „bombardowania Ziemi” w latach 1994 – 2013.

Jednometrowe obiekty wpadają w atmosferę średnio co dwa tygodnie! Mniejszych obiektów nawet nie sposób policzyć. Miejsca w których dochodzi do kolizji są rozrzucone mniej więcej równomiernie po całej planecie. Z trwających 20 lat badań wynika, że w tym czasie zarejestrowano przynajmniej 556 przypadków bolidów, czyli dużych obiektów kosmicznych w atmosferze. Ich energia wynosi czasami setki miliardów dżuli. Jednym z nielicznych – w ostatnich latach – takich przypadków o którym mamy świadomość był meteor czelabiński, który w połowie lutego 2013 roku wywołał panikę nie tylko w Czelabińsku na Syberii. Jego energia wynosiła mniej więcej tyle ile energia pół miliona ton trotylu.

Meteor czelabiński zanim wszedł w ziemską atmosferę miał wielkość około 20 metrów. Rosnąca gęstość gazowej powłoczki Ziemi spowodowała jednak, że obiekt rozpadł się na mniejsze. To samo dzieje się z większością obiektów o średnicy około metra. Choć ich resztki nie „spalają” się w atmosferze całkowicie, zwykle nie są groźne dla ludzi. A wracając do wydarzenia z Czelabińska. Nawet eksperci uważali wtedy, że częstotliwość takich zdarzeń jest niewielka. Tymczasem okazuje się, że jest inaczej. Z danych NASA wynika, że obiekt podobny do czelabińskiego wchodzi w naszą atmosferę co kilka (a nie kilka tysięcy) lat. Obiekt wielkości boiska sportowego wchodzi w atmosferę średnio raz na 5000 lat. Obiekty wielkości samochodu osobowego „nawiedzają nas” średnio raz w roku. Obiekty mniejsze, o średnicy rzędu jednego metra wpadają średnio co dwa tygodnie. Te mniejsze, jeszcze częściej. Na powierzchnię Ziemi każdej doby spada ponad 100 ton kosmicznej materii. To, że mniejsze obiekty nie docierają do powierzchni planety to jasne. Ziemska atmosfera działa jak mechanizm hamujący. Ogromna energia kosmicznego obiektu jest „wytracana” ale nie znika, tylko zamieniana jest na ciepło, na ogrzewanie obiektu, a ten albo rozpada się na drobny maczek, albo po prostu topi się i wyparowuje. To dotyczy także obiektów dużych, tych metrowych. Przeważająca większość z nich rozpada się w górnych warstwach atmosfery pod wpływem dużej zmiany ciśnienia przy wchodzeniu atmosfery. Mniejsze obiekty albo topią się, albo spadają jako niegroźnie małe. Poza tym, 2/3 powierzchni planety pokryta jest oceanami, a całkiem spora pustyniami i lasami, w skrócie tereny niezamieszkałe stanowią dużą większość  obszarów Ziemi. Jakiekolwiek uderzenie pozostaje tam niezauważone.

Obiekty wielkości ziarenka piasku, o ile wejdą w ziemską atmosferę w nocy, są łatwo zauważalne nawet gołym okiem. Większe to tzw. bolidy, świecą jaśniej niż Wenus. Co ciekawe, to świecenie nie wynika z tarcia obiektu kosmicznego o cząsteczki gazów w atmosferze, tylko z silnego sprężenia powietrza przed czołem bolidu. Ogromny wzrost ciśnienia powoduje podniesienie temperatury nie tylko obiektu, ale także gazu. I to świecący gaz, a nie meteor jest tym co widać w nocy. Bolid czy meteor nagrzewa się do temperatury kilku tysięcy stopni Celsjusza. Szybkiej zmianie ciśnienia często towarzyszy także grom dźwiękowy.

NASA od wielu już lat obserwuje obiekty, które potencjalnie mogą zagrozić Ziemi (to tzw. NEO – Near Earth Object). Jako takie definiuje się te, które znajdują się w odległości mniejszej niż 50 milionów kilometrów od orbity Ziemi.Dla porównania średnia odległość Ziemia – Słońce wynosi około 150 mln kilometrów, a średnia odległość Ziemia Księżyc około 350 tys. kilometrów.

W obszarze szczególnego zainteresowania obserwatorów z NASA, tylko obiektów o średnicy 1km lub większej znajduje się około tysiąca. Ponad 950 z nich jest przez agencję (w ramach programu NEO) obserwowana. W najbliższym sąsiedztwie Ziemi ilość obiektów, których średnica wynosi 150 metrów i więcej, szacuje się na około 25 tysięcy, z czego ponad 22 tys. jest pod obserwacją.

 

Lista potencjalnie groźnych obiektów:

http://neo.jpl.nasa.gov/risks/

Więcej informacji:

http://science.nasa.gov/planetary-science/near-earth-objects/

 

 

Brak komentarzy do Bombardowanie z kosmosu

Tajemnica zamarzniętego człowieka

Żył ponad 5300 lat temu, a wiemy o nim więcej… niż o niejednym sąsiedzie. Kim był, gdzie się urodził, co jadał i czym się zajmował Oetzi, człowiek, którego zwłoki znaleziono ponad 20 lat temu?

Może był szpiegiem, który chciał niepostrzeżenie przedostać się z terytorium dzisiejszych Włoch do Austrii. Może turystą, albo pasterzem czy myśliwym, który zagubił drogę. W końcu mógł przechodzić przez góry w interesach. Poza tym o człowieku z Alp wiadomo całkiem sporo. Gdzie i co jadł w czasie swojego ostatniego posiłku, jak wyglądał przed śmiercią i jakie miał przy sobie przedmioty. Wiadomo ile miał lat, skąd pochodził i co miał na sobie w chwili śmierci. Co prawda mordercy nie znaleziono do dzisiaj, ale wiele wskazuje na to, że był nim ktoś, kogo denat znał. Acha, zapomniałem dodać. Zwłoki z Alp mają ponad 5 300 lat!

W 1991 roku grupa niemieckich alpinistów zauważyła ciało leżące w kałuży topniejącego lodowca. W pierwszym odruchu turyści pomyśleli, że znaleźli współczesnego alpinistę, który uległ wypadkowi w czasie wspinaczki. Szybko okazało się jednak, że to nieprawda, bo przy trupie znaleziono łuk, strzały i miedziany toporek. Nieboszczyka znaleziono w alpejskiej Dolinie Oetz, na granicy Austrii i Włoch, stąd postanowiono go nazwać Oetzi. Miał na sobie bardzo dobrze zachowane skórzane spodnie i zrobione z traw nakrycie głowy. Z badań wynika, że gdy umierał miał 46 lat i mierzył około 160 cm wzrostu. Już w czasie pierwszych oględzin zwłok naukowcy zauważyli, że Oetzi miał reumatyzm i cierpiał na infekcję jelit pasożytem – włosogłówką. A to dopiero był sam początek odkryć.

Wiemy gdzie mieszkał

Oetzi urodził się i mieszkał na terenie dzisiejszych Włoch, całkiem niedaleko miejsca w którym znaleziono jego zwłoki. Skąd o tym wiadomo ? Z badań izotopowych, które przeprowadzili naukowcy z Włoch, USA i Szwajcarii. Niektóre atomy z których zbudowane są kości czy zęby, występują w przyrodzie w różnych odmianach. To tzw. izotopy. Te odmiany, w zależności od części świata pojawiają się w różnych proporcjach. W ten sposób, można określić skąd pochodziło jedzenie czy woda, którą spożywał Oetzi. I tak z analizy szkliwa zębów wynika, że pomiędzy 3 i 5 rokiem życia (wtedy formuje się szkliwo) Alpejczyk mieszkał od kilkunastu do kilkudziesięciu kilometrów na południe od miejsca w którym znaleziono jego zamarznięte ciało. Tylko tam występuje charakterystyczna proporcja pomiędzy izotopami tlenu i argonu. Z kolei analiza kości pozwala zrekonstruować jego dorosłe życie. Naukowcy są pewni, że Oetzi często zmieniał miejsce zamieszkania. Być może jego plemię było wędrowne, albo on sam był obieżyświatem. Mógł też być handlowcem albo szpiegiem. Nie ulega jednak wątpliwości, że śniadanie w dniu swojej śmierci jadł w pobliżu miejsca w którym przebywał jako dziecko. To wynika z analizy treści jelitowej. Może przed długą wędrówką, albo niebezpieczną misją odwiedził rodzinne strony ? Na pewno nie spotkał tam rodziców, bo Oetzi był bardzo wiekowy jak na swoje czasy. Jego rodzice na pewno już dawno nie żyli. Wydaje się, że Alpejczyk zajmował się – przynajmniej przez część swojego życia – wytapianiem miedzi. O tym świadczyć ma bardzo wysoki poziom izotopów miedzi i arszeniku w jego włosach.

Wiemy co jadł

Tak więc dzień w którym zginął, Oetzi rozpoczął od wystawnego, jak na swoje czasy, śniadania. Z analiz przeprowadzonych przez naukowców z Włoch i Australii wynika, że zjadł ziarna zboża (neolityczne płatki śniadaniowe ?), trochę warzyw i mięso koziorożca alpejskiego (gatunek ten już wyginął). Następnie przechodząc przez iglasty las najpewniej upolował jelenia. Co do drogi przez iglasty las naukowcy mają pewność, bo wskazują na to badania genetyczne resztek roślin jakie zjadł na drugie śniadanie. Najpewniej będąc już w drodze, podjadał to co znalazł w lesie. Skąd badacze wiedzą, że Oetzi upolował jelenia ? To spekulacje, ale faktem jest że mocno prawdopodobne. Mięso jelenia był bowiem głównym daniem na obiad Alpejczyka. Poza tym zjadł jeszcze trochę ziaren zbóż. Wędrówka i śmierć miała miejsce najpewniej w maju, bo na to wskazuje obecność w drogach oddechowych i systemie trawiennym pyłków chmielograbu wirginijskiego. To drzewo z rodziny brzozowatych kwitnie w Alpach pomiędzy kwietniem a czerwcem.

Wiemy jak zginął

Nie wiadomo czy jeszcze w lesie, czy po tym gdy już z niego wyszedł, Alpejczyka ktoś zaatakował. Nie wiadomo czy napastnik był jeden czy było ich kilku. Najpewniej wywiązała się walka w ręcz, bo na ciele Oetzi badacze znaleźli rany szarpane. Zaledwie kilka godzin przed śmiercią, ktoś zadał mu głęboką ranę prawego nadgarstka. Nic nie wskazuje na to, że była śmiertelna, ale na pewno była bardzo bolesna. Co do dalszego biegu wypadków nie ma całkowitej pewności, ale najpewniej Oetzi przegonił przeciwnika lub przeciwników. Z poważnie zranioną ręką Alpejczyk ruszył w dalszą drogę, ale przegrani mu nie odpuścili. Być może uciekli w kierunku doliny i zaczaili się poniżej. Zaatakowali po jakimś czasie ponownie. Tym razem postanowili jednak nie wdawać się w bójkę, tylko strzelili do Alpejczyka z łuku. Badacze mają pewność, że ten nie mógł wiedzieć o ataku, bo napastnicy strzelili mu w plecy.  Świadczą o tym dokładne analizy naukowców ze Szwajcarii i Włoch. Użyli oni specjalnie skonstruowanego tomografu komputerowego, który pozwolił skanować ciało Oetzi, bez rozmrażania go. Dodatkowo obrazy w ten sposób uzyskane nałożyli na zrobione inną techniką zdjęcia w promieniach X. Nie ma wątpliwości, że strzała wbiła się poniżej obojczyka i rozerwała tętnicę szyjną. Krwotok musiał być bardzo gwałtowny. Uczeni podkreślają, że Alpejczyk mimo trudnego do opisania bólu próbował usunąć wbitą w plecy strzałę. Prawdopodobnie tym tylko przyspieszył swoją śmierć. Rana którą zadali mu przeciwnicy była śmiertelna i nawet gdyby znalazł się w pobliżu ktoś gotowy do pomocy, nic nie mógłby zrobić. Zaangażowani w badania lekarze ocenili, że nawet dzisiaj jego szanse przeżycia, do czasu dowiezienia do szpitala i przejścia operacji, nie przekraczałaby 40%.

Wiemy kto zaatakował

Oetzi w wyniku wstrząsu najpewniej doznał rozległego zawału serca. Zmarł krótko potem z powodu wykrwawienia. Słabnąc spadł w dół w miejsce w którym go znaleziono. To zgadza się z innymi analizami, które mówią, że śmiertelna strzała została wystrzelona od dołu. Łucznik albo klęczał, albo – co bardziej prawdopodobne – znajdował się na zboczu wzniesienia niżej niż jego ofiara. Nie mógł być jednak daleko, bo strzała poruszała się z dużą prędkością gdy weszła w ciało Alpejczyka. Badacze zauważyli ogromny zakrzep jaki powstał w wyniku wewnętrznego krwotoku. Kim był lub byli przeciwnicy ? Naukowcy są przekonani, że Oetzi znał swoich oprawców, bo na to wskazuje znajdujący się pod jego obojczykiem 2 cm kamienny grot strzały, która go zabiła. Wg profesora Annaluisa Pedrotti z Uniwersytetu w Trento we Włoszech kształt grota wskazuje na dokładne miejsce jego produkcji. A więc najpewniej i miejsca w którym żył łucznik. – Tego typu groty był robione tylko w południowej części Alp, właśnie tam gdzie mieszkał Oetzi. Groty pochodzące z północnej części masywu, mają bardziej płaskie ostrza – powiedział prof. Pedrotti.

Dzięki badaniom udało się dowiedzieć całkiem sporo na temat człowieka, który żył i który umarł ponad 3300 lat przed naszą erą. Każde nowe odkrycie oznacza poznanie kolejnego fragmentu życia Oetziego, a przez to czasów w których żył. Wg. panującego jeszcze niedawno przekonania, Oetzi nie miał prawa mieć metalowego toporka. Badacze myśleli, że metalowe narzędzie pojawiły się dopiero tysiąc lat później. Takich niespodzianek Oetzi dostarczył badaczom więcej. I jeszcze pewnie niejednej dostarczy, bo nikt nawet nie myśli by przestać badać najstarszego znanego alpinistę. W końcu ktoś może pozna odpowiedź na pytanie, co on robił tak wysoko w górach. Dolina Oetz leży na wysokości 3 tyś m n.p.m.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

 

 

4 komentarze do Tajemnica zamarzniętego człowieka

Częste mycie skraca życie

Choć brzmi to nieprawdopodobnie, ale naukowe dowody na to, że brudne ręce mają związek z infekcjami pojawiły się dopiero w połowie XIX wieku. Brud nie jest zdrowy, ale zbyt częste mycie także.

Myjąc skórę mydłem, nie usuniemy z niej bakterii. 15 minutowe szorowanie dłoni obniża ich ilość o 10 razy. Czyli na centymetrze kwadratowym zamiast kilku milionów, będzie kilkaset tysięcy. Pozbycie się bakterii które zamieszkują bruzdy na naszych dłoniach jest praktycznie niemożliwe. W szpitalach lekarze używają specjalnych żelów bakteriobójczych. W dniu codziennym, nie ma potrzeby pozbywać się bakterii ze skóry.

Jak nie bakterie to grzyby

Część bakterii to oczywiście nasi wrogowie, ale nie wszystkie. Tymczasem większość, o ile nie wszystkie metody eliminacji drobnoustrojów nie działa selektywnie, tylko globalnie. Takim postępowaniem, taką strategią, mocno sobie szkodzimy. Mikroby są częścią naszego świata. Bez nich zginiemy.

Silne środki czystości są potrzebne, ale w umiarze. Łazienka nie musi być regularnie czyszczona chlorem. Tam nie musi być jak na sali chirurgicznej.

Na każdym centymetrze kwadratowym ludzkiej skóry może być do kilku milionów bakterii. Proszę się nie bać! To sytuacja całkowicie normalna. Tworzymy z naszymi bakteriami układ niemal idealny. Symbiozę. My bakteriom dajemy dom. Żyją na naszej skórze, żywią się na naszej skórze i… bronią do niej dostępu. Głównie przed innymi bakteriami. Gdy zbyt częstym myciem, szczególnie wtedy, gdy stosujemy nie zwykłe mydło, tylko środki dezynfekujące, pozbawimy się tej naturalnej ochrony, może się to skończyć ostrym zakażeniem. Z sepsą włącznie. Hasło „częste mycie skraca życie” nie jest wymysłem. Jest szczerą prawdą. Problem dotyczy nie tylko zjadliwych bakterii, które mają do zbyt czystej skóry swobodny dostęp, ale także grzybicy. Mechanizm jest prosty i znany od przynajmniej kilkudziesięciu lat. Nasza skóra, a konkretnie gruczoły łojowe w niej „zainstalowane” uwalniają lipidy (tłuszcze), którymi żywią się żyjące na skórze bakterie. Te bakterie z kolei uwalniają kwasy tłuszczowe, które mają silne właściwości przeciwgrzybicze. Nie ma bakterii, pojawia się grzybica.

Uwaga na alergie!

Zbyt sterylne warunki życia wcale nie są dla człowieka optymalne. Gdy dziecko rozwija się w świecie bez drobnoustrojów, ma dużą szansę zostać alergikiem. Ludzki układ odpornościowy w czasie setek tysięcy lat ewolucji dostosował się do ziemskich warunków życia. Każde od nich odstępstwo nie jest wskazane. Np. brak siły grawitacji powoduje zanik mięśni i kości. Zbyt wysoki poziom promieniowania powoduje wzrost zachorowalności na nowotwory.

Co z tym mają wspólnego bakterie ? Układ odpornościowy jest tak skonstruowany, że broni nas przed bakteriami, a także wirusami, grzybami i obcymi białkami. Jeżeli w naszym otoczeniu zabraknie tych czynników, zaburzymy działanie układu. Przyroda nie lubi próżni, więc organizm zaczyna reagować na substancje, które wcale nie pochodzą od drobnoustrojów. A stąd już krótka droga, by zostać alergikiem. Taki mechanizm działa zresztą nie tylko u ludzi, ale także u zwierząt. W skrajnych przypadkach układ immunologiczny szukając sobie wroga, atakuje swój własny organizm. O prawdziwości tych słów, świadczą statystyki. Alergie, astmy i grzybice szczególnie często występują w krajach wysokorozwiniętych i wśród ludzi o wysokim standardzie życia. Rzadziej mamy z nimi do czynienia w rodzinach wielodzietnych, w rodzinach gdzie są jakieś zwierzęta i tych mieszkających na wsi.

Problem dotyczy także ochrony środowiska. Korzystając z silnych trucizn (np. szorując kuchnię czy łazienkę) wybijamy bakterie, których rola w środowisku jest z naszego punktu widzenia pożyteczna. Dajemy też amunicję tym, które mutując, stają się coraz bardziej odporne.

Dziecko brudne to dziecko szczęśliwe. Ale jest jeszcze coś. dziecko brudne, to także dziecko zdrowe. Oczywiście brudne do pewnych granic.

 

 

okładka - piasek

 

 

Artykuł pochodzi z mojej książki

Nauka. To lubię. Od ziarnka piasku do gwiazd

(WAB, 2012)

3 komentarze do Częste mycie skraca życie

Przekręt na czasie

Zmiana czasu na którą godzimy się dwa razy w roku nie ma żadnego sensu. Miała sens może dwieście lat temu. Dzisiaj powoduje straty, zamieszanie i uszczerbek na zdrowiu. Danych o oszczędnościach jakie mają wynikać ze zmiany czasu nie ma. Są niepewne oszacowania, które twierdzą że zmiana czasu… powoduje finansowe straty.

Podobno na zmianę czasu z zimowego na letni wpadł autor konstytucji USA Benjamin Franklin. Gdy był ambasadorem w Paryżu zauważył, że z powodu niedostosowanej do pory dnia godziny, wszyscy śpią choć słońce było wysoko, wieczorem zaś pracują oświetlając pomieszczenia świecami. Franklin był nie tylko politykiem i dyplomatą, ale także naukowcem i wynalazcą. Choć nie do końca wiadomo jak, obliczył, że gdyby przesuwać czas na wiosnę „do przodu” a jesienią „do tyłu” można by w samym tylko Paryżu zaoszczędzić 30 mln kilogramów wosku rocznie. Wosku z którego robiono świecie. Pomysł Franklina był jak najbardziej – na tamte czasy – logiczny. Ludzie używali świec, bo funkcjonowali, pracowali, bawili się czy uczyli po zachodzie słońca. Gdyby więc przesunąć godziny wstawania, a co się z tym wiąże także zasypiania, świece nie byłyby w takich ilościach potrzebne.

Raz jest, a raz go nie ma

Pomysł Franklina – po latach – został podchwycony. Pierwsi którzy go zrealizowali byli Niemcy. To były trudne czasy, I Wojna Światowa, kryzys i braki w energii, która była potrzebna do produkcji broni i amunicji. W 1916 roku po raz pierwszy w Niemczech przesunięto czas. Obywatele ogarniętego wojną kraju mieli wcześniej chodzić spać, po to by nie oświetlać swoich mieszkań po zmroku. Chwile później zmianę czasu wprowadziły inne kraje europejskie. Argumenty o oszczędnościach nie przekonały wszystkich. Mówiono o zamieszaniu w rozkładach jazdy i o tym, ze jest całkiem spora grupa zawodów które wykonywać trzeba niezależnie od umownie ustalonej godziny. Tarcia pomiędzy przeciwnikami i zwolennikami zmiany czasu były tak duże, ze w wielu krajach czasowo rezygnowano z regulacji zegarków, po to by po kilku latach do pomysłu wrócić. Tak było także w Polsce. U nas po raz pierwszy przestawiono czas w okresie międzywojennym. Później ze sprawy zrezygnowano. Czas zimowy i czas letni przywrócono pod koniec lat 40tych, a później znowu z niego zrezygnowano (na prawie 10 lat). W 1957 roku zmianę czasu wprowadzono, ale w 1965 roku znowu zarzucono. Na stałe Polska jest krajem „dwuczasowym” od 1976 roku.

Danych o oszczędnościach jakie mają wynikać ze zmiany czasu, praktycznie nie ma. Są niepewne oszacowania, które na dodatek nie są wcale jednoznaczne. Oszczędność energii da się policzyć (choć nie jest to takie proste, bo w zimie i w lecie są przecież inne warunki i nie da się tych dwóch okresów bezkrytycznie przyrównać), ale jak oszacować zamieszanie związane z przestawianiem wskazówek? Pomińmy na razie to ostatnie. A pozostańmy na samych oszczędnościach energii. Jeden z nielicznych raportów na ten temat wydał ponad 30 lat temu Amerykański Departament Energii (ADE). Z jego obliczeń wynika, że zmiana czasu rzeczywiście oznacza mniejszą konsumpcję prądu. O cały 1 proc i to na dodatek tylko przez dwa miesiące, marzec i kwiecień. Później dzień jest tak długi, że dodatkowa godzina nie wpływa na mniejsze zużycie prądu. Wyniki raportu ADE podważały poważne instytucje naukowe. Uważały, ze rachunki były błędne, a o żadnych oszczędnościach nie ma mowy. Argumentowano, że każdego roku rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną, a tego ADE nie wziął pod uwagę w obliczeniach. To był rok 1976. Jeżeli już wtedy wyniki analiz nie były jednoznaczne, co dopiero teraz.

Oszczędności brak

Od czasów Franklina, od czasów I Wojny Światowej, ba nawet od czasów kiedy opublikowano raport Amerykańskiego Departamentu Energii, bardzo dużo się zmieniło. I tutaj dochodzimy do sedna problemu. Zmiany godziny mogą wpłynąć na oszczędność energii, ale tylko tej którą zużywa się na oświetlenie pomieszczeń. I to pomieszczeń prywatnych. Toster, czajnik bezprzewodowy czy bojler, niezależnie od godziny zużywają przecież tyle samo energii. A żelazka, pralki, komputery? Można kręcić wskazówkami do oporu, a ilość zużywanej przez te sprzęty energii i tak nie ulegnie zmianie. To samo dotyczy zresztą oświetlenia ulic (a to pobiera znacznie więcej prądu niż oświetlenie mieszkań prywatnych), które działa od zmierzchu do świtu, niezależnie od tego o której godzinie zaczyna się świt. Dzisiaj oświetlenie pomieszczeń „pożera” mniej niż 1 proc prądu który produkują elektrownie. Co więcej, choć prądu w ogóle zużywamy coraz więcej, na oświetlenie mieszkań i domów potrzebujemy go coraz mniej. Głównie dlatego, że coraz częściej korzystamy z energooszczędnych źródeł światła. A wiec co konsumuje coraz więcej? Podnosimy swój standard życia. Coraz częściej kupujemy klimatyzatory, większe lodówki, elektryczne systemy grzewcze czy sprzęty kuchenne. Nowoczesne telewizory (wielkości okna) konsumują więcej energii niż starsze ich typy. To wszystko zużywa znacznie więcej energii niż oświetlenie, a równocześnie korzystamy z tego niezależnie od wskazywanej przez zegarki godziny. Najwięcej prądu potrzebują fabryki (przemysł), transport czy kopalnie. Przestawianie wskazówek nic tutaj nie zmieni.

Rolnicy liczą straty

Jedną z najdłużej opierających się zmianie czasu grup zawodowych byli rolnicy. Dla nich ważny jest jasny poranek a nie długi wieczór. Zwierzęta nie przestawiają przecież zegarków. W USA, gdzie rząd w Waszyngtonie nie ingeruje zbyt mocno w życie obywateli, w stanach rolniczych (m.in. Arizona i Indiana) wciąż są hrabstwa, które czasu nie przestawiają. Choć powoduje to gigantyczne zamieszanie, wola obywateli jest tam świętością. W 2006 roku kilka hrabstw w Indianie zdecydowało się jednak dostosować. Dla naukowców to była idealna okazja by sprawdzić jak to z tymi oszczędnościami energii elektrycznej jest. Obszar na którym zdecydowano się po raz pierwszy zmienić czas na letni nie był duży, więc badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego mogli sobie pozwolić na prześledzenie rachunków za energię elektryczną każdego domostwa. I co się okazało? Nie było żadnego zysku, tylko spora strata. W sumie na stosunkowo niewielkim terenie rachunki za prąd wzrosły o prawie 9 mln dolarów. Skonsumowano do 4 proc więcej energii niż przed zmianą czasu. To nielogiczne ! Skąd się wzięły te procenty? Naukowcy zauważyli, że istotnie nieco spadła ilość energii używanej do oświetlenia domów. Równocześnie znacznie zwiększyła się ilość energii zużywanej przez klimatyzatory i ogrzewanie. To ostanie włączano, bo wcześniejszym rankiem niektórym w mieszkaniach było za zimno. Gdy wieczorem trzeba było się wcześniej kłaść spać, okazywało się, że niektóre mieszkania są zbyt nagrzane po ciepłym dniu i do komfortowego snu, trzeba je nieco schłodzić.

Dzisiaj jedynym bezdyskusyjnym zyskiem z przesuwania czasu jest bezpieczeństwo na drogach. Dzięki temu, że po południu, w czasie powrotów z pracy jest wciąż jasno, zdarza się mniej wypadków. Szczególnie tych z udziałem pieszych. Zresztą ten argument (a nie oszczędność prądu) przekonał brytyjskich parlamentarzystów na początku XX wieku do zgody na zmianę czasu. Bezpieczniej na drogach jest jednak nie przez cały okres obowiązywania czasu letniego, ale tylko w pierwszych jego miesiącach.

 

O czasie słów kilka 🙂 :

 

 

Kiedy zmieniamy?

W Unii Europejskiej (dyrektywa UE 2000/84/EC) czas zmienia się z zimowego na letni w ostatnią niedzielę marca, a letniego na zimowy w ostatnią niedzielę października. W marcu tracimy godzinę, a w październiku zyskujemy. Zmiany czasu nie dotyczą oczywiście rodziców małych dzieci. Te wstają przecież niezależnie od wskazówek zegara.

3 komentarze do Przekręt na czasie

Kryształ Wikingów działa !

W każdej legendzie jest trochę prawdy. Od lat naukowcy (i żeglarze) zastanawiali się jak Wikingom udawało się tak skutecznie nawigować w czasie rejsów po morzach północnych, po Atlantyku czy Morzu Śródziemnym. Nie mieli kompasu, mgły często zasłaniały niebo, a w miejscu w którym mieszkali, przez pół roku nie było nocy (więc nie mogli nawigować obserwując gwiazdy).
Legendom o słonecznym kamieniu, którym miał się posługiwać m. in. król Olaf nie dawano wiary. Kamień do nawigacji? Dajcie spokój.

Wikingowie byli w swoim czasie (od roku 900 do roku 1200) panami mórz i oceanów. Byli najdoskonalszymi żeglarzami na Ziemi. W średniowieczu swobodnie pływali nie tylko po morzach północy, ale także po Oceanie Atlantyckim czy po Morzu Śródziemnym. Setki lat przed Kolumbem dotarli też do Ameryki. Od lat naukowcy (i żeglarze) zastanawiali się jak Wikingom udawało się tak skutecznie nawigować w czasach, w których nie znali igły magnetycznej (kompasu). Legendom o słonecznym kamieniu, którym miał się posługiwać m. in. król Olaf nie dawano wiary. Kamień do nawigacji? Dajcie spokój.

Przepuszczą, albo nie

Zrozumienie zasad nawigacji ludów północy było tym trudniejsze, że Wikingowie – z racji miejsca w którym mieszkali, a więc Islandii czy wybrzeży dzisiejszej Szwecji i Norwegii – pływali głównie po morzach północy. To obszary o bardzo dużym zachmurzeniu, a to uniemożliwia astronawigację. Na dalekiej północy, przez pół roku nocy w ogóle nie ma. Często występują też mgły, a linia brzegowa, z powodu lodowców i gór lodowych często się zmienia. I jak w takich warunkach nawigować? Jak wyruszyć tak daleko i – co ważniejsze – wrócić do domu?

Pierwszą osobą, która legendy próbowała zweryfikować legendy był duński archeolog Thorkild Ramskou. Był rok 1967, a Ramskou twierdził, że „sólarsteinn”, czyli tzw. słoneczny kamień istniał naprawdę i był nim szpat islandzki (odmiana kalcytu), występujący powszechnie na Islandii (zajmowanej przez Wikingów). Co to takiego? Fale elekto-magnetyne, w tym światło, mogą być uporządkowane, albo chaotyczne. Źródłem światła uporządkowanego jest np. laser. Za to już zwykła żarówka daje światło, które składa się z fal nieuporządkowanych. Choć nasze oko nie wykrywa polaryzacji, nie widzi czy fala która w nie wpada jest spolaryzowana czy nie, oczy niektórych zwierząt są na to wrażliwe. Np. niektórych owadów. Ponadto w przyrodzie są materiały, które działają jak filtry, i falę „ustawioną” w jednym kierunku przepuszczają, a w innych kierunkach nie.

Jak to sobie wyobrazić?

Gdyby przywiązanym do drzewa (płotu,… czegokolwiek) sznurkiem machać w kierunku góra – dół, powstałaby na nim fala.  Można też sznurkiem machać lewo – prawo. Też mielibyśmy falę. W końcu, sznurkiem można machać raz góra – dół, a raz lewo – prawo. A teraz na drodze sznurka ustawmy w pionie dwie deseczki. Tak, żeby sznurek swobodnie przechodził pomiędzy nim. Deseczki zadziałają jak każdy materiał polaryzujący. Jeżeli są ustawione w pionie, „przepuszczą” tylko falę, która powstanie na sznurze w czasie machania góra – dół. Nie przepuszczą fali lewa – prawa. Identycznie działają niektóre kryształy gdy przepuścić przez nie światło. Przepuszczą tylko te fale, które są zgodne z polaryzacją danego kryształu. Może się też zdarzyć tak, że kryształ nie przepuści światła w ogóle. To bardzo widowiskowe, bo w zależności od położenia kryształu, raz jest on przezroczysty, a za chwilę czarny jak węgiel. Zdaniem – wracając do Wikingów – duńskiego archeologa, Thorkilda Ramskou, takich kryształów używali właśnie Wikingowie do nawigacji. Ciekawa koncepcja, ale gdy powstała, była rozważaniem czysto teoretycznym, nikt jej nie sprawdził.

To działa!

Zresztą kryształów które polaryzują światło jest więcej. Niektóre z nich, (m. in. turmaliny i kordieryty) występują w Skandynawii. Obracanie nimi pozwala stwierdzić z jakiego kierunku padają promienie słoneczne, czyli gdzie jest Słońce, nawet wtedy, gdy zasłania je chmura, albo gdy panuje gęsta mgła.

W 2005 roku naukowcy z Węgier i Szwecji (Gábor Horváth z Uniwersytetu Eötvös w Budapeszcie i Susanne Ĺkesson Lund University) wybrali się z polaryzującym kryształem w rejs lodołamaczem po Oceanie Arktycznym. Rejs trwał kilka dni, w czasie których wielokrotnie panowała pogoda uniemożliwiająca astronawigację. Badacze udowodnili, że niezależnie od pogody, dzięki kryształowi można wyznaczyć strony świata. A to wystarczy by skutecznie pływać po morzach i oceanach (trafiając zawsze tak gdzie chce się trafić). Cztery lata później w czasopiśmie Science opublikowano artykuł napisany przez uczonych z francuskiego Universite de Rennes 1, którzy skonstruowali pełny przyrząd którym mogli posługiwać się Wikingowie. Jego sercem jest właśnie kamień słoneczny czyli „sólarsteinn”. Z pomiarów (a nie szacunków!) jakich dokonali Francuzi wynika, że wyznaczona dzięki kryształom dokładność położenia Słońca może wynieść około 1 proc. Nawet wtedy, gdy Słońce znajduje się już za horyzontem (o ile nie jest jeszcze kompletnie ciemno).

Brak komentarzy do Kryształ Wikingów działa !

Uderzy czy nie?

19 października, o godzinie 20:28 czasu polskiego w pobliżu Marsa przeleci kometa C/2013 A1. Będzie tak blisko, że niewykluczona jest kolizja. Te w przeszłości się zdarzały. W lipcu 1994 roku z Jowiszem zderzyły się reszki komety Shoemaker-Levy 9. Nigdy wcześniej nie oglądaliśmy jednak zderzenia komety z Marsem.

Kometa C/2013 A1 została odkryta 3 stycznia 2013 roku przez Roberta McNaughta z Siding Spring Observatory w Australii. Jak wszystkie komety i ta narodziła się na samym skrawku Układu Słonecznego, w Obłoku Oorta. Nigdy wcześniej się stamtąd nie ruszała. W naszych okolicach pojawia się po raz pierwszy. Pierwszy i być może ostatni. Obliczenia trajektorii komety, które są prowadzone od momentu jej odkrycia, wskazują, że obiekt zbliży się do powierzchni Marsa na bardzo BARDZO małą odległość zaledwie 140 tysięcy kilometrów. Nigdy wcześniej żadna kometa nie zbliżyła się tak bardzo do którejś z planet wewnętrznych Układu Słonecznego. To tak, jak gdyby w pobliżu Ziemi przeleciał obiekt w odległości 1/3 odległości Ziemia – Księżyc!

PIA17833-CometSidingSpring-C2013A1-MarsEncounter-20140128

Okazji tak bliskiego przejścia nie można zmarnować, stąd niektóre sondy i łaziki pracujące na powierzchni albo na orbicie Marsa już są przygotowywane do wstrzymania swoich zwykłych zajęć i „zajęcia” się przelatującą kometą. I tak łazik Curiosity ma robić zdjęcia komecie z powierzchni Marsa, orbitalna sonda MAVEN zbada gazy pochodzące z jądra komety i jej warkocza oraz ich wpływ na górne warstwy marsjańskiej atmosfery. Mars Odyssey Orbiter zmierzy właściwości termiczne jądra, komy i warkocza.

Badanie komety może być (dla sond i łazików) niebezpieczne. W warkoczu komety lecą bowiem mniejsze odłamki, które mogą uszkodzić znajdujące się w ich polu rażenia urządzenia. Dlatego właśnie – o ile było to możliwe – orbity tych sond, które nie biorą udziału w badaniu komety, przeprogramowano tak, by w chwili największego zbliżenia komety z Marsem, były po drugiej stronie planety. Tak zmieniono orbitę np. sondy Mars Reconnaissance Orbiter.

Kometa, której wielkość ocenia się na od kilku do kilkudziesięciu kilometrów, w pobliżu Marsa przeleci z prędkością ponad 200 tys km/h. Czy grawitacja Marsa wystarczy by tak szybko poruszający się obiekt ściągnąć na swoją powierzchnię? To okaże się dopiero w niedzielę wieczorem. Gdyby jednak kometa uderzyła w powierzchnię Czerwonej Planety, biorąc pod uwagę jej masę, wielkość i energię, wybiłaby krater o średnicy ok. 800 km (odległość większa niż z Gdańska do Zakopanego) i głębokości 10 kilometrów (prawie tak głęboko jak największa głębia na Ziemi czyli Rów Mariański na Pacyfiku). W skrócie mówiąc, już w niedzielę, może powstać jeden z największych znanych nam kraterów w Układzie Słonecznym! O tym jakie byłyby skutki uderzenia takiej komety w Ziemię, nawet trudno mówić.

W momencie w którym kometa ewentualnie zderzy się z Marsem, planeta będzie z terenu Polski już niewidoczna. Zdąży zajść za horyzont. Krótko po zachodzie Słońca – o ile pogoda pozwoli – Marsa będzie można oglądać spoglądając w kierunku południowo – zachodnim. Może lepiej zerknąć, kolejnej nocy Mars, może już być inną planetą 🙂

Jedna z całkiem prawdopodobnych teorii mówi, że to komety z granic Układu Słonecznego przyniosły m.in. na Ziemię wodę. Być może wraz z wodą, przyniosły także zalążki życia.

Zobacz mój filmik na temat wody, komet i życia:

Brak komentarzy do Uderzy czy nie?

Type on the field below and hit Enter/Return to search