Последни блог постове

  • “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” с олимпиеца по лингвистика Валентин Димов

    НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ: ГЛАСОВО РАЗПОЗНАВАНЕ
    Статията е част от рубриката „Науката в 60 секунди“ на сп. ВВС ЗНАНИЕ


     

    КАКВО?
    Да си говориш с компютър като по филмите, може да е звучало като мечта преди десетина години, но днес се доближава все повече до реалността. Системите за гласово разпознаване са продукт на изследване в множество научни дисциплини. Те „слушат“ говорената реч и я превръщат в писмена. Подобрения се правят постоянно, едно от последните е използването на алгоритми за т.нар. дълбоко научаване, които работят на принципа на невроните в мозъка.

    ЗАЩО?
    Естественият език е много бърз и лесен начин за общуване на човека, затова възможността да се управляват компютрите (в т.ч. и смартфоните) по този начин представлява огромно удобство, спестено време и има потенциала да промени завинаги компютърния интерфейс.

    КАКВО СЛЕДВА?
    С развитието на науката и увеличаването на възможностите на компютрите системите за гласово разпознаване ще стават все по-ефективни. Възможно е в бъдещето способността да се слуша и да се разбира човешкият език от компютъра, да бъде ключова в създаването на истински изкуствен интелект.


    Валентин Димов e носител на сребърен медал от XIII Международна олимпиада по лингвистика 2015 г. и ученик в 91 НЕГ „Проф. Константин Гълъбов“, гр. София.

    “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” е съвместна рубрика на СРООПН и  сп. ВВС ЗНАНИЕ. Настоящата статия и публикувана в бр. 76 / април 2016.

  • Биологът Калоян Цанов: “Подробностите от ботаниката и зоологията се забравят, но приятелствата и контактите остават за цял живот”

    Калоян Цанов е възпитаник съм на НПМГ София (специалност „Биология“) и на Харвардския Универсиет в САЩ (специалност „Молекулярна и клетъчна биология“), златен и бронзов медалист по биология.


     

    В момента звършвам докторантура (PhD) по „Биомедицински науки“ в Харвард. Планирам да продължа да се заминвам с научна дейност в академичен център или биофармацевтичната индустрия, като в дългосрочен план се надявам да ръководя собствена научноизследователска група.
    България има способни хора – студенти и преподавтели – но, за съжаление, имам впечатлението, че образованието не е национален приоритет. В много държави на запад, а и немалко на изток, нивото на инвестиции в образованието е по-високо от това в България и образователният ценз има важно значение за професионалната реализация. Това води до големи различия в качеството на обучението. По-конкретно, достъп до най-съвременни ресурси (от най-престижните научни журнали до най-модерната апаратура), високи стандарти за отличие, и най-важното – контакти с изключително мотивирани и способни хора. Големите академични центрове в чужбина привличат талант от целия свят, което създава специална атмосфера и възможности да се учиш от най-добрите специалисти в дадена област.


    Олимпиадите създадоха много незабравими спомени, поставиха основата на професионалната ми кариера и ми дадоха изключително полезен опит в по-общ смисъл. Подготовката и участието в тези състезания не само задълбочиха интереса ми в биологията, но и ме научиха да си поставям цели и усилено да ги преследвам. И отново, най-важни са контактите с хората. Чрез олимпиадите се запознах с много впечатляващи хора – както в България, така и в чужбина – някои от които са близки приятели и до днес. Олимпиадите те учат и колко малък е светът. Например, на международната олимпиада в Пекин се сприятелихме с отбора на Канада. Пет години по-късно, в Бостън, биологията ме събра отново с един от тях, който също следва докторантура тук (дори работим в сходна област и обменяме идеи и реагенти). И това е само един пример!
    Три думи, с които бих описал биологията: Науката за Живота! Дефиниция от речника, но в по-философски смисъл улавя многото измерения на биолгията.


    Моят фаворит са областите в биологията, с които се занимавам в момента – молекулярна биология на стволовите клетки и на рака. Защо? От една страна, за мен разбирането на даден процес на фундаментално, молекулярно ниво носи особено удовлетворение. От друга, разшифроването на механизмите на стволовите клетки и ракообразуването води до нови методи за терапия, с голям потенциал да транформира медицината. Но всички области на биологията са важни. Например, две от съвременните революции в биологията, РНК интерференцията (започваща да жъне успех в клинични експерименти) и съвсем наскорошният метод за генетична модификация CRISPR (който най-вероятно ще промени медицинската практика) водят началото си от опити с кръгли червеи и млечнокисели бактерии!


    В областта на научните изобретения бих искал да бъде създаден апарат или лекарство, който може да открие и унищожи ракови клетки или да регенерира увредени органи.
    А ако можех да създам някое от вече съществуващите изобретения – в областта на биологията, бих казал микроскопа, защото способността да се вникне в клетъчната и субклетъчната структура на живота транформира биологията завинаги. Извън биологията, вероятно компютъра, понеже той заема централно място в съвременния живот.

     

    Радвам се, че Сдружението съществува и функционира активно. Нямаше такава организация, когато аз бях участник в олимпиадите, а определено има полза от обмена на опит и обединените усилия на различните олимпийски отбори. За съжаление, нямам наблюдения през последните години и не зная какви са нуждите на отборите в момента. Това, което оказа голямо влияние за мен през 2005, бе щедрото спонсорство на Американска Фондация за България, за което съм изключително благодарен и до днес.
    Младите олимпийци бих посъветвал да си поставят високи цели и да ги преследват, но да не забравят олимпийския принцип, че най-важно е участието. И да създават приятелства с другите състезатели, защото подробностите от ботаниката и зоологията се забравят, но приятелствата и контактите остават за цял живот.

    Имам късмета да върша работа, която ми доставя голямо удовлетворение и дава смисъл на професионалния ми живот. В това отношение, за мен научната дейност сама по себе си е съчетание на приятното с полезното. В същото време, заниманията извън лабораторията са не по-малко важни. Въпреки че отделям много време за своята работа, аз постоянно целя да подобрявам баланса между личен и професионален живот, било чрез социални контакти или време за лично ползване. Според мен, постигането на този баланс, който изглежда различно за всеки човек, е ключов фактор за удовлетворението от живота в по-общ смисъл.
    На първо място, в свободното си време се старая да поддържам контакти с моите приятели. А иначе се занимавам с фитнес, обичам да готвя и често пробвам рецепти от различни кухни, чета книги (напоследък в областта на психологията), ходя на кино (предпочитам научна фантастика, комедии и екшъни). Много обичам да пътувам и опознавам други култури, и го правя с удоволствие, когато ми се отвори възможност. Една от целите ми е да посетя всеки континент поне веднъж… остават ми Африка и Южна Америка (е, ако не броим Антарктида)!



    3 онлайн научни източника на информация, които Калоян препоръчва:

    • Все повече журнали имат безплатен достъп до статии (т. нар. „open access“), така че бих препоръчал някои от тях за запознаване с най-модерните достижения в биологията на високо ниво (напр. Cell Reports, Nature Communications, eLife).
    • А за безплатни онлайн курсове и материали от най-реномираните университети в САЩ, силно препоръчвам платформата edX, както и курсовете на MIT.
  • “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” с олимпиеца по химия Пенчо Бейков

    НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ: ДНК – НОВИЯТ СТАР КОД
    Статията е част от рубриката „Науката в 60 секунди“ на сп. ВВС ЗНАНИЕ

     


    КАКВО?
    ДНК представлява познатата ни елегантна двойноверижна спирала, изградена от четири по вид нуклеотида, свързващи се по двойки – цитозин и гуанин (Ц-Г), и аденин и тимин (А-Т). Учени от инстута Скрипс през 2014 г. са успели да въведат в ДНК на клетка E.coli нова синтетична двойка нуклеотиди, която може да се предава безпроблемно на дъщерните клетки при деленето на майчината клетка.

    ЗАЩО Е ВАЖНО?
    ДНК е безспорно най-успешният носител на информация, съхраняващ в себе си наследствената информация на всеки един жив организъм. Освен значително подобряване на възможностите да съхранява генетична информация, увеличаването на буквите на генетичната азбука от 4 на 6 отваря и цяло измерение от нови възможности в бъдещето на генното и клетъчното инженерство.

    КАКВО СЛЕДВА?
    Например, вместо стандартните 20 аминокиселини, които сега изграждат нашите белтъци, ДНК с 6 вида нуклеотиди би могла до доведе тази бройка до 172. При това би било възможно да се създадат много нови белтъци с интересни и необичайни свойства, които към днешна дата е много трудно или невъзможно да се синтезират. Но на този етап учените имат да изминат все още доста дълъг път, докато подобна революция в науката стане реалност.


    ПЕНЧО БЕЙКОВ е носител на сребърен медал от международната олимпиада по химия в Баку през 2015 г. Студент в СУ “Св. Климент Охридски”

    “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” е съвместна рубрика на СРООПН и  сп. ВВС ЗНАНИЕ. Настоящата статия и публикувана в бр. 70 / октомври 2015.

  • Биологът Цветослав Георгиев: “Удоволствие е човек да е част от такава интелигентна общност”

    Цветослав Георгиев e на 18 години, ученик в 12″е” клас на СМГ, а също така и олимпиец по биология.

    В момента се занимавам с подготовка за олимпиадата по биология, основно уча сам у дома, през първия срок ходих и на лекции в Биологическия факултет. Конкурентите ми са фантастични биолози и се надявам да се старая достатъчно, за да мога да твърдя, че сме на едно ниво. Ходя и на уроци по химия, с които се подготвям за кандидатстудентския изпит, с който се надявам да бъда приет в Медицинска академия със специалност “Медицина”. За щастие и учителите ми от СМГ разбират положението ми и ми дават възможност да се подготвям усилено.

     

    По време на Международната олимпиада по биология в Орхус, Дания, имах възможността да видя какво е нивото на обучение по биология по време на средното образование в различни страни и в какво се изразява неговото надграждане, а също и да видя продуктите на датското висше образование. Силно ме впечатлиха САЩ, Германия, Русия, а и Дания, която за жалост не много млади хора разглеждат като вариант за страна, в която да учат. Потвърдих обаче и нещо, в което от много време вярвам – най-важно е колко силно човекът иска да учи нещо, а не колко материали могат да му набутат. Макар и образованието на запад винаги да е било по-качествено, смятам, че поне по медицина това у нас също е на достатъчно добро ниво и в крайна сметка един университет само дава средства, а резултатите идват от човека. Реализацията след това обаче не отричам, че в България става все по-невъзможна.

    Не мога да кажа, че преди повече от една година съм се чувствал като състезател, тъй като просто не бях ходил на състезания от калибъра на националната и международната олимпиади. 2015 обаче промени това и със сигурност е най-голямата година в живота ми, запознах се с много учени и респктиращи млади хора. Тези събития наистина вдъхновяват човек да се образова и да се стреми към надминаване на себе си. Удоволствие е човек да е част от такава интелигентна общност. Също така припомня, че трудът дава резултати.

    Ако трябва да опиша биологията с три думи, бих казал, че е красива, практична и сложна. Според мен тези неща най-ясно се виждат в разнообразието на организмите по форма, което е обусловено от нуждата определен орган да изпълнява определена функция. Това предизвика интереса ми към биологията още като малък, в детската градина. Много се дивях на това колко много животни има и колко се различават, а сега погледът ми обхваща и всякакви други организми.
    Може да се каже, че основното нещо, от което се интересувам, е биоразнообразието. Микробиологията ме очарова с елегантността в простотата на бактериите и вероятно ще се занимавам с работа в тази област. Точно в момента обаче основната поднаука, която ме интересува силно, е ботаниката. Едва когато започнах да се готвя за олимпиадата осъзнах красотата на растенията и това колко добре се възползват от законите на физиката, колко сложни регулаторни механизми имат. Тя също така е много важна за бъдещето на човечеството наука, основно от гледна точка на изхранването и фармацията, затова смятам, че е важно всеки да я познава поне донякъде – най-малкото, за да прави информирани избори и изказвания спрямо ГМО и други важни теми. А и не мисля, че е нормално един организъм да няма буквално никаква идея как да си набавя храна, освен ако някой не му я дава наготово.

    Последното лято с моя приятел Кристиан Димитров имахме идеята да определим всички дървета в парка “Заимов” и да им сложим ламинирани табелки с името на вида и семейството, което осъществихме с надеждата да повишим общата култура на хората за тези често срещани организми. Тази година ще продължим и поне в Градската градина.

    Наскоро чух за онлайн определител на растения, в който само със снимка човек може да разбере какво гледа. Според мен идеята не е лоша, но силно ме съмнява, че приложението съдържа в себе си достатъчно данни, че да определи всичко, което му се зададе, и то правилно. А и доколкото разбрах, още не включва видовете от Източна Европа. Много видове също се различават по дребни детайли, а и е нужно да се гледат по няколко белега, което мисля, че засега е изпълнимо само от човек. Друго нещо е и тръпката да разглеждаш сам растението и да работиш с определител. Отскоро имам идеята за гигантска онлайн база данни, където общността на учените да изсипва своите трудове и определители, така че всеки да може да ги ползва, мисля, че би било по-полезно. Преди повече време си мечтаех и за машини, които човек да носи в природата и да слага вътре проби от интересуващи го организми с цел идентификация. Сега знам, че се наричат геномни секвенатори и съществуват, но нито са портативни, нито секвенират геноми толкова бързо, но мечтата си остава.

    Винаги се старая ученето да ми носи удоволствие, да не се претоварвам и да не уча, просто защото “трябва”. Важното е човек да е щастлив и ученето трябва да носи удовлетворение и да прави живота по-красив, не напрегнат.
    Амбициите ми в момента са да се представя достойно на тазгодишната олимпиада, да вляза в университета и да продължа с проекта си с парковете. Също повече време извън града, редно е. През свободното си време уча, играя компютърни игри, излизам с приятели и посещавам концерти, понякога и чета художествена литература (и това трябва повече).


     

    Три онлайн източника на информация, които Цветослав препоръчва:

    • няколко групи с любители и професионалисти биолози във Facebook – Гъбите и гъбарите, Растенията в България, Птиците в България и Насекомите и ентомолозите;
    • mayamarkov.com – сайтът на Майя Маркова, съдържа доста подробни уроци по биология, основно клетъчна;
    • botanica.ovo.bg – полезен сайт по ботаника с добро количество данни за доста семейства, също и анатомия на растенията.
  • “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” с олимпиеца Даниел Атанасов

    НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ: ПРЕДВИЖДАЩ АЛГОРИТЪМ
    Статията е част от рубриката „Науката в 60 секунди“ на сп. ВВС ЗНАНИЕ


    КАКВО?
    Биоинженери са разработили математически алгоритъм, който може да „види“ намерението (целта) при извършване на обикновени действия като взимане на чаша или шофиране – дори ако действието е прекъснато преждевременно.

    ЗАЩО Е ВАЖНО?
    Алгоритъмът може да се използва, за да помогне на шофьор при поднасяне на лед, като предвиди начина, по който шофьорът е искал автомобилът да се придвижи. След това ще промени посоката на движението на колата към тази, която шофьорът е опитал да постигне. Алгоритъмът може да реагира на възникналия проблем много пъти по-бързо, отколкото човек. Аналогично може да бъде използван и за „умни“ протези, които да разбират целта при дадено движение на човек, дори то да бъде неправилно повлияно от самия него – поради мускулни спазми или треперене.

     

    КАКВО СЛЕДВА?
    Откритието вероятно ще бъде тествано и усъвършенствано допълнително, след което ще бъде добавено към някои от новите модели автомобили, протези и други видове техника. В зависимост от това, дали хората го намират за достатъчно полезно и добре работещо, откритието може да стане част от ежедневието на милиони и да е важно допълнение към автомобилните системи за сигурност.


    ДАНИЕЛ АТАНАСОВ е ученик в Софийската математическа гимназия. Носител е на медали от Международните олимпиади по информатика.

    “НАУКАТА В 60 СЕКУНДИ” е съвместна рубрика на СРООПН и  сп. ВВС ЗНАНИЕ. Настоящата статия и публикувана в бр. 74

  • НОВИНИ ОТ БЪДЕЩЕТО: Кога компютрите ще разбират нашите говорими езици?

    София, 22 април 2015 г. – В Деня на Земята, участници в олимпийските отбори на България по природни науки представиха бъдещето – това, което се случва днес, благодарение на науката. Отборите поканиха представители на медиите у нас на специална среща, за да представят накратко себе си и своята дейност с любопитни новини от света на науката, филм и демострация. Целта на срещата бе да бъде създаден Олипмийски пресклуб – кръг от приятели на образованието и науката. Основна роля на клуба ще бъде да информира обществеността за дейността, постиженията и успехите на олимпийските ни отбори по природни науки, донесли на България стотици медали от най-престижните научни състезания за младежи в света.


    На срещата всеки от отборите представи своята новина от бъдещето, на която всички ще станем свидетели съвсем скоро, благодарение на областта, в която съответният отбор се състезава. Отборът по математическа лингвистика ни разкри, че съвсем скоро ще говорим на един език с всички машини:

    Кога компютрите ще започнат да разбират нашите говорими езици?

    Общуването с компютри винаги е било предизвикателство за доста хора. Една от основните причини е, че компютрите не разбират (или поне далеч не напълно) нашите говорими езици. Тези езици се наричат “естествени езици”. За разлика от тях компютрите разбират “програмните езици”, а хората, които превеждат на тях, наричаме програмисти.

    Ако погледнем назад за последните 50-60 години общуването с компютри се е променило значително. Първите електронноизчислителни машини са можели да работят само с език, състоящ се от нули и единици. Не е трудно да си представим колко сложно и несвойствено е за човек да пише програми на такъв език.

    За щастие новите програмни езици далеч не са толкова странни. В тях присъстват оператори и променливи, които са доста по-малък брой в сравнение с думите в някои естествен език, но все пак те са разбираеми и близки за програмистите. Най-често се използват директни заемки на думи от английския като най-широко разпространен език в ИТ индустрията по цял свят.

    Все още остава трудно обаче с компютрите да се комуникира на естествени езици. Въпреки че има съобщения, които компютърът извежда и са написани на естествен език, те почти винаги са просто изход от програмата и не са разбрани от самата машина. Още по-ясно се виждат проблемите, когато се очаква от компютрите да разберат естествените езици. За момента е почти немислимо да кажем на лаптопа си например “Отвори ми файла със задачите от миналата година от състезанието в Русе”. Вместо това използваме клавиатура и мишка, да са постигнем този резултат.

    Всъщност обаче компютърната лингвистика се е захванала много сериозно с този проблем. Хиляди учени от цял свят работят за разрешаването му и първите резултати вече са налице.

    Вече почти всички търсещи машини (напр. Google) имат и опция да се зададат критериите (думите, по които да търси) и с глас. Не сте го забелязали? Когато отворите основната страница в края на полето, в което обикновено пишем думите, има бутонче с изобразен на него микрофон. След като го натиснете ще може да кажете това, което искате търсачката да ви намери. Да, наистина работи! При това работи и на български език учудващо добре. Компютърът разпознава вашия говор и го разбира. Началото на десетилетна борба за комуникация с машини на естествен език е поставено!

    Тук е мястото да отбележим два основни проблема, които са възпрепятствали този процес да се случи по-бързо. Първият е, че езиците са много различни в целия свят. Математиката е една и съща във всяка държава, същото важи за химията, физиката и т.н. Но езикът, на който хората говорят, не е. Това означава, че компютрите трябва да започнат да разбират не един, а всички естествени езици. А те са много и различни. Имат различни граматики, използват различни звуци, някои (както българският) имат по доста форми на думите, а в Азия повечето езици имат и тонове (нещо, което е трудно да повярваме, но е истина).

    Друг проблем от близкото минало беше, че е необходима много голяма процесорна мощ и огромна база данни, за да може компютърът да анализира човешка реч и да разпознае думите в нея. Но в наши дни това не е проблем. Не толкова защото процесорите са станали по-мощни или компютрите имат повече памет. Ключовото е, че тъй като в момента почти всички компютри имат връзка с интернет, то този анализ не се извършва на устройството пред вас, а на големи и мощни компютри, разположени някъде по света. От вашата машина по интернет до тези изчислителни центрове се изпраща звуков запис на вашата реч, там се обработва и разшиврова, след което към вашия компютър се връща в разбираем за него формат.

    Именно по подобен начин работи и едно от най-разпространените приложения в тази област. Това е гласовият асистент на вашия мобилен телефон. Отдавна вече е възможно и лесно голяма част от функциите на телефона да ги управлявате с глас: да се обадите на някой телефон от указателя, да изпратите кратко съобщение, имейл, да сложите напомняне в календара, да кажете коя песен искате да чуете и други. Да, това наистина работи и се използва от много хора. За съжаление все още няма възможност за употреба на български език, но да се надяваме, че скоро и това ще е реалност.

    Ние, които се занимаваме с математическа и компютърна лингвистика, сме сигурни, че в съвсем скоро време гласовото управление на компютри, телефони и други устройства ще придобие много по-голямо разпространение. Ще започнем да говорим не само на телефона, а също и на автомобила си, на домакинските уреди, на асансьорите и какво ли още не. Това ще стане част от ежедневието ни и ние въобще няма да го забелязваме и ще свикнем да живеем с него. Да се надяваме, че тостерът няма да ни подслушва какво си говорим, когато се приберем късно вечер!

  • НОВИНИ ОТ БЪДЕЩЕТО: Теломери и теломераза – открития в молекулярната биология

    София, 22 април 2015 г. – В Деня на Земята, участници в олимпийските отбори на България по природни науки представиха бъдещето – това, което се случва днес, благодарение на науката. Отборите поканиха представители на медиите у нас на специална среща, за да представят накратко себе си и своята дейност с любопитни новини от света на науката, филм и демострация. Целта на срещата бе да бъде създаден Олипмийски пресклуб – кръг от приятели на образованието и науката. Основна роля на клуба ще бъде да информира обществеността за дейността, постиженията и успехите на олимпийските ни отбори по природни науки, донесли на България стотици медали от най-престижните научни състезания за младежи в света.


    На срещата всеки от отборите представи своята новина от бъдещето, на която всички ще станем свидетели съвсем скоро, благодарение на областта, в която съответният отбор се състезава. Ето какво ни разказа отборът по биология за теломерните участъци, едно от важните открития в молекулярната биология.

    През 2009 г. Нобеловата награда за медицина и физиология бе присъдена на трима американски учени в областта на молекулярната биология. Елизабет Блекбърн от Университета на Калифорния в Сан Франциско и нейните сътрудници Керъл Грейдър и Джак Шостак бяха наградени за „изясняване на начина по който краищата на хромозомите са защитени чрез подобни на капачки участъци – теломери и за откритието на ензима теломераза, който дава възможност на клетките да се делят непрестанно, без да умират”. Резултатите от техните изследвания намират широко приложение днес като алтернатива при лечение на раковите заболявания, както и за забавяне на процесите на стареенето.

    Какво представляват теломерните участъци и защо те се оказват ключов фактор в такива фундаментални и привидно раздалечени области на медицината като рака и стареенето?

    Във всяка от нашите клетки (без половите) се съдържат по 46 молекули ДНК, които формират преди всяко клетъчно делене надмолекулни комплекси, наречени хромозоми. Всяка ДНК верига в хромозомата завършва със специална структура, наречени теломер, който представялва многократни повтори на една и съща секвенция, в която не се съдържа генетична информация (при бозайниците това са средно около 10 000 нуклеотида с един и същ повтор ТТАГГГ). Оказва се, че при различните индивиди повторите са от 8000 до 18000 нуклеотида, като при мъжете теломерните участъци са по-къси и по-нестабилни от при жените.

    При всяко делене на клетките теломерните участъци се скъсяват с до няколко дестки нуклеотида, поради неспособността на главния ензим при репликацията ДНК-полимераза да синтезира копие на самия край на хромозомата (ДНК-полимеразата се нуждае от зародиш – РНК-праймер, към който да се добавят нови нуклеотиди и който след това се разгражда и замества от ДНК; при всяка следваща репликация в самия край на изоставащата ДНК верига при последния РНК-праймер е невъзможно ДНК-полимеразата да се “намести” и да доизгради крайния участък. Този феномен се нарича краева недорепликация и е един от факторите на биологичното стареене. Оказва се обаче, че по време на ембрионалното развитие в младите организми, както и в стволовите клетки на възрастните, както и при раковите клетки, се синтезира уникален ензим, наречен теломераза, който може да удължава скъсените теломери и така да предпазва хромозомите и клетките.

    За съжаление в клетките на възрастните организми в хода на клетъчната диференциация този ензим трайно се инактивира, което води до необратимите процеси на стареене и смърт.

  • НОВИНИ ОТ БЪДЕЩЕТО: Колебателни реакции в химията

    София, 22 април 2015 г. – В Деня на Земята, участници в олимпийските отбори на България по природни науки представиха бъдещето – това, което се случва днес, благодарение на науката. Отборите поканиха представители на медиите у нас на специална среща, за да представят накратко себе си и своята дейност с любопитни новини от света на науката, филм и демострация. Целта на срещата бе да бъде създаден Олипмийски пресклуб – кръг от приятели на образованието и науката. Основна роля на клуба ще бъде да информира обществеността за дейността, постиженията и успехите на олимпийските ни отбори по природни науки, донесли на България стотици медали от най-престижните научни състезания за младежи в света.


     

    На срещата всеки от отборите представи своята новина от бъдещето, на която всички ще станем свидетели съвсем скоро, благодарение на областта, в която съответният отбор се състезава. Отборът по химия представи колебателните реакции – нещо като вечно движение в химията – до скоро смятана за невъзможна теория, за която вече се доказва, че на практика се случва, и то с много широко разпространение.

    Колебателните реакции са интересен пример за това как ситуация, изглеждаща на теория напълно невъзможна, се оказва възможна на практика и широко приложима за обяснение на неразкрити тайни на човешкия организъм и света около него. Същността на тези реакции е, че те се извършват като затворен цикъл и се наблюдава смяна на редуващи цветове на сместа през определено време. Заради това тези реакции се наричат още “химически часовник” и са зрелищни и често предпочитани за химически демонстрации.

    По-интересното за тях е свързанo с откриването им. Когато за първи път е създаден подобен химичен часовник, цялото научно съсловие го отрича категорично и заявява, че подобен резултат противоречи на законите на физиката и химията и е невъзможен. Това научно “затъмнение” продължава близо половин век, докато Белоусов, а след него и Жаботински откриват и обясняват нова колебателна реакция и показват, че практически и теоретично не нарушава основните принципи в науката. От този момент нататък настъпва революция в науката и учени от цял свят се занимават с изследване на впоследствие наречената реакция на Белоусов-Жаботински. Тя се превръща в интерес не само на химиците, а също и на физици, математици, биолози и медици. (Използвани са и трудове, предсказващи съществуването на такива реакции, на знаменития учен Алън Тюринг, станал наскоро известен с филмовата адаптация за живота и работата му “Игра на кодове”.)

    Начинът на действие на реакцията може нагледно да се обясни с метод, базиран на взаимодействието между зайци и вълци в природата. Ако в една гора има равен брой зайци и вълци, в началото вълците ще започнат да преследват зайците, за да ги изядат. Вълците ще са сити и ще увеличават броя си за сметка на зайците, които постепенно ще изчезват. Това се случва до момента, когато останат 2-3 заека, които не могат да бъдат хванати и започват да се развиват нормално – за сметка на вълците, които, оставени без храна, ще започнат да намаляват. Ще се стигне до момент, в който гората ще се пренасели от зайци, а вълците ще са на изчезване, но ще има предостатъчно храна за тях и бързо техният брой ще се увеличава отново и тн. Тоест идеята е, че непрекъснато броят вълци и броя зайци ще се мени първо в полза на едните, после в полза на другите, но винаги ще се връща към изходно положение. Подобно нещо се случва и в реакционната смес. Ако се разгледа синия цвят като глутницата вълци, а червения като зайците, непрестанно единият цвят ще надделява на другия, от което ще последва надделяването на първия, което ще продължи в непрестанен цикъл.

    Вълнуващото за този тип реакции е, че те успяват да обяснят процесите в човешкото тяло, които в повечето случаи са на същия принцип. Целия ни организъм се основава на циклични реакции, без които ще престане дишането, кръвообращението или предаването на нервни импулси. Откритие от такава важност се равнява с откриването на двойната спирала на ДНК. В днешно време се правят симулации на сърдечния пулс или разпространяване на възбуждането на нервната система чрез тези реакции. Това се дължи на факта, че ако реакцията се извърши в тънък слой течност, се наблюдава възникване на активни центрове, от които се разпространява реакцията чрез така наречените автовълни и хода на получените спирали или кръгове имитират ритъма на сърцето например.

    Също така реакцията Белоусов-Жаботински може да се изпозва за модел при изследване на различни хаотични процеси, които са предмет на интерес на други науки като науки за Земята и други планети, ядрената физика, инженерна механика, физика на елеметарните частици, та дори и някои проблеми от социална тематика например непрекъснатото изменение на населението и икономическите кризи. Учени се опитват да си обяснят дори и възникването на живота от неживата природа, уповавайки се на колебателните реакции, наричайки ги “животоподобни”, чрез идеята за самоорганизация (получаването на тези подредени структури от непрекъсната хомогенна среда).

    Разработва се и “мокър компютър” (wet computer), който ще имитира мозъчната дейност, базирайки се на реакцията на Белоусов-Жаботински. Връзките между градивните му единици ще са на базата на човешките неврони. Възможностите, които могат да се открият в бъдеще, са безгранични –  като например създаване на молекулни роботи или лекарства, които биохимично да получават и приемат сигнали от човешкото тяло и да реагират с клетката спрямо получения сигнал.

    Приложението на колебателните реакции е повсеместно и откриването им дава тласък на развитието на науката. Те са адекватен пример как едно научно откритие, изглеждащо отначало невъзможно и незначително, обяснява и ще продължава да обяснява неразкритите тайни за живота и света.

Календар Виж

В социалните мрежи

Каналът ни