Естествознание и современный мир

      Однако, крупные геологические катастрофы и следующие за ними массовые вымирания, координальным образом меняют ход  эволюции. Мэтью утверждал, что после  катастроф многие биологические  виды почти полностью уничтожаются, оставляя экологические ниши, которые  заполняются как новыми видами, так  и остатками старых, которые сумели приспособиться к новым условиям. Дарвин же влияние катастроф на эволюцию отрицал.

Современные средства естественнонаучных исследований. Ч.2 – Футурум.

     Ученые  разрабатывают вероятностные процессоры, молекулярные, биологические, оптические и квантовые компьютеры, которые  вскоре сменят современные машины. Для задач, связанных с вычислением  вероятностей, американские инженеры предлагают использовать процессоры, основанные на принципах байесовской  вероятности, позволяющие распределить нагрузку между узлами системы, увеличить  производительность и сократить  время выполнения поставленных задач.

     При таком подходе распределенная система  научно-исследовательского вычислительного  центра МГУ имеет максимальную производительность 420 ТФлопс, а самый быстродействующий процессор 24 ТФлопс.

     Все ближе тот момент, когда кремниевые процессоры перестанут справляться  с нагрузкой. Выход в концептуально  новых системах, неограниченных скоростью  электронов.

     1) В основе молекулярных компьютеров лежат бистабильные молекулы, которые могут находиться в двух устойчивых термодинамических состояниях, каждое из которых характеризуется своими химическими и физическими свойствами. Переводить их из одного состояния в другое можно при помощи света, тепла, электрических и магнитных полей. Благодаря малым размерам можно увеличить их количество на единицу площади. Другое достоинство – малое время отклика.

     2) Компьютеры, основанные на молекулах ДНК,  где роль логических вентилей  играет подборки цепочек ДНК,  образующие прочные соединения. При определенных сочетаниях  молекулы подавляли друг друга,  что соответствует нулю в двоичной  системе. Главное достоинство  этих компьютеров – работоспособность  в теле человека, позволяющих  осуществлять подачу лекарств  так, где это необходимо, моментально  производить идентификацию заболеваний.

     3) Фотонный  компьютер, свойства которого  в световых потоках, скорость  распространения которых выше  чем у электронов. К тому же  взаимодействие световых потоков  с нелинейными средами нелокализовано, а распределено по всей среде, что дает новые степени свободы в организации связей и создании параллельных архитектур. Его производительность около 1015 операций в секунду.

     4) Квантовый  компьютер, основанный на законах  квантовой механики. Для выполнения  операций используют не биты, а кубиты, которые могут одновременно находиться в нескольких состояниях, что позволяет производить гораздо больше вычислений.

     В РФ в казанской физико-техническом  институте с 2001г исследуют новые  твердотельные материалы, пригодные  для хранение кубитов. Трудности не только технические, но и экономические. В мире сегодня уже есть модель, работающая на двух кубитах. Это не тысяча, к которой стремятся ученые, однако он уже может найти множители, на которое разлагается число. С точки зрения информационной безопасности, как только будет построен квантовый компьютер все системы данных с открытым ключом рухнут, т.к. квантовый алгоритм позволяет быстро сломать все коды. На данный момент в Швейцарии существует квантовый интернет, протяженностью 100км, соединяющий Женеву и Цюрих . Достоинство сети в ее безопасности, т.к. при попытке прослушать трафик извне сигнал искажается, что сигнализирует принимающей стороне о попытке перехвата.  В ближайшие несколько лет фирма HP собирается представить компьютер, работающий на квантовых точках.

Эволюция  жизни.

     Эволюционная  теория положена в основу палеонтологии. Палеонтология – наука об ископаемых организмах. Первые следы органических остатков геологи обнаружили в древнейших отложениях, относящихся к протерозойской геологической эре, охватывающей 700 млн. лет. Тогда Земля была покрыта  почти сплошь океаном, в котором  обитали бактерии, простейшие водоросли, примитивные морские животные. Эволюция шла чрезвычайно медленно.

     В палеозойскую эру – 365млн. лет назад – образовались большие участки суши на которых появились наземные растения и особенно бурно развивались папоротники, которые образовывали гигантские дремучие леса. Морские животные эволюционировали в огромных панцерных рыб.

     В каменно-угольном периоде появились земноводные, а в персмком периоде, который начинал уже мезозойскую эру – 185млн лет назад – появились пресмыкающиеся, а затем и первые млекопитающие – сумчатые.

     Около 70млн лет назад наступила кайнозойская эра. Млекопитающие и птицы совершенствуются, в растительном мире главенствующая роль от хвойных переходит к цветковым. Сформировались виды животных и растений, которые обитают и сейчас.

     С возникновением человека наступил четвертичный или  антропологенный период. Обезьяны и впоследствии люди появились в Африке 39 млн. лет назад, потому что только там в районе современных Сахары и Ливии находили их окаменелые остатки. Однако в последние 16 лет стали и в Азии находить останки очень древних и мелких приматов. В Мьямне были обнаружены останки мелкого антропоида возрастом 45млн лет. Однако на африканский приоритет происхождения человека эти находки почти не повлияли. Большинство исследователей считают, что даже если в Азии и были древние антропоиды, то они там и вымерли.

     Однако  французские палеонтологи нашли  в Ливии останки нескольких видов  антропоидов, возраст которых 38-39млн  лет, причем самый крупный из них  весил менее 500 грамм. По мнению палеонтологов  это указывает на азиатское происхождение  первых предков человека. Эти мыши-обезьяны долго обитали в Азии, а затем  что-то случилось и они мигрировали, где буйно расплодились, стали  быстро эволюционировать, постепенно увеличиваясь в размерах и захватывая новые территории.

     Исследования  показывают, что 50 – 100тыс лет назад  наши предки анатомически не отличались от нас самих, в том числе и  в таком важном аспекте как  объем мозга. Предположительно, человечество достигло состояния при котором отбор несет стабилизирующую функцию лишь отсеивая особо неудачные отклонения от найденного оптимального состояния. В простейшем определении, эволюция – процесс изменения частот аллелей популяции с течением времени.

     Аллели  – разные варианты одного и того же гена, распложенного в одинаковых участках парных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В геноме конкретного  человека обычно содержится 2 аллеля. Каждая половая клетка содержит 1 аллель и при слиянии половых клеток новый организм наследует по одному аллелю от каждого родителя. Мутации изменяют структуру исходного аллеля и исследования последних лет нашли несколько примеров эволюции современного человека:

1. Высотная болезнь.
2. Малярия.
3. Непереносимость лактозы.