Знание-сила, 2008 № 06 (972)

Группа физиков занималась вопросом, как сложные системы вроде плазмы, толпы людей или стаи птиц неожиданно переходят от хаоса к порядку без внешнего вмешательства. Изначально группа интересовалась главным образом плазмой, но столкнулась с нехваткой экспериментальных данных: практически их можно получить только с немногочисленных спутников, наблюдающих за солнечным ветром.

Есть, однако, основания предполагать, что закономерности самоорганизации могут быть одинаковыми для разных сложных систем. Взяв за основу известные данные о поведении больших групп животных и насекомых, исследователи разработали новый математический способ анализа, названный методом взаимной информации. Метод позволяет определять закономерности и корреляции на основании очень небольшого количества данных.

Для проверки своего метода исследователи использовали несложную модель, разработанную в 90-е годы прошлого века известным венгерским биофизиком Тамашем Вичеком для описания поведения колоний бактерий, стай скворцов или саранчи. Контрольные тесты показали, что для задачи поиска переходов от неупорядоченного состояния к упорядоченному метод взаимной информации почти в четыре раза точнее традиционных статистических методов.

Ученые предполагают, что метод будет полезен и при изучении фондовой биржи. Вероятно, с его помощью удастся объяснить возникающие порой неожиданные корреляции, когда акции компаний, не имеющих никаких видимых связей, испытывают одинаковые колебания цен.

Картофель просит пить

Как заставить растение сообщать фермерам о том, что требуется полив? Очень просто: нужно только прикрепить миниатюрный датчик (его площадь составляет примерно одну десятую площади почтовой марки), например, к картофельному листу. Датчик измеряет толщину листа, поскольку давно известно, что чем она больше, тем менее растение страдает от жажды. Данные о толщине листьев по беспроводному Интернету доставляются на фермерский компьютер. Компьютерная программа их анализирует и в случае нужды подает сигнал тревоги, указывая, какие поля требуется полить. Если поле оснащено ирригационными устройствами (например,поливальными установками), то компьютер может самостоятельно включить их и определить режим расхода воды.

В США на сельскохозяйственные нужды используется примерно 40% годового объема потребляемой воды и примерно на 60% полей используют орошение.

«Твердого» газа хватит человечеству на 200 лет

Ученые из Института элементоорганических соединений РАН и МГУ имени Ломоносова представили результаты, которые впервые показали возможность обратимого процесса образования и разрушения газовых гидратов, что может стать научной основой новых промышленных процессов при добыче и хранении газа.

В общей сложности запасы газовых гидратов на континентальной и шельфовой части оцениваются в 100 — 1000 триллионов кубических метров. Газовые гидраты могут стать энергоносителем будущего, реальным источник газа, способным обеспечить мир сырьем на 200 лет. Они представляют собой соединения, так называемые клатраты, состоящие из молекул газа (метана, углекислого газа, азота и других), заключенных в ячейки из молекул воды, которые связаны между собой водородными связями и формируют каркасы с обширными полостями. В природе такие соединения находятся в твердом виде. Поэтому для их добычи необходимы новые технологии. Учеными создана экспериментальная установка, позволяющая измерять скорости образования и разрушения газовых гидратов при разных температурах с определением энергии активации процесса, и произведены теоретические расчеты, которые обосновывают процесс разработки эффективных технологий добычи газа из газовых гидратов.

Кардиостимулятор с самозарядкой

В Великобритании разработан новый электрокардиостимулятор, который не нуждается в регулярных подзарядках или замене батареек. Вмонтированный в устройство микрогенератор способен преобразовывать в электричество механическую энергию движений пациента.

Электрические «водители ритма» старого образца работают на батарейках, которые необходимо заменять каждые 7 — 10 лет. Эта процедура требует хирургического вмешательства, которое проводится под общей анестезией, что само по себе рискованно для людей с больным сердцем. Кроме того, стоимость одной такой операции может достигать 10 тысяч фунтов.

Более современные кардиостимуляторы имеют дистанционно подзаряжающиеся батареи. Однако, по словам одного из разработчиков нового устройства, самозаряжающийся кардиостимулятор значительно опережает предыдущие образцы как по безопасности, так и по удобству применения.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ МИНИАТЮРЫ 

Петр Ростин

Вулканы

Вулкан — это скорее дыра, чем гора.

Братья Стругацкие

Что ни вулкан, то норов.

Иногда вулкан долгие годы источает только струйку газовой лавы (вулкан курится), а потом... потом может просто перестать куриться, а может и начать извергать жидкую лаву.