U našoj zemlji cijene energije porasle su svakih šest mjeseci. Kao što nas potiče naša rodna vlada, stabilnost povećanja troškova energetskih resursa nastavit će se iu bliskoj budućnosti. U takvoj situaciji, energetska revizija prostora postaje sve popularnija. Baza poslovnih ideja sadrži mnoga rješenja u ovom području. Jedna od njih je energetska revizija s termalnim slikarom.
Za energetsku reviziju trebate samo toplinski fotoaparat i želju. Termalni uređaj je elektronički uređaj koji pretvara infracrveno zračenje u vidljivu sliku. Ako, primjerice, usmjerite slikar na zid zgrade, na zaslonu će se pojaviti slika na kojoj će se zidni dijelovi s različitim temperaturama prikazati u različitim bojama. Tada možete spremiti dobivenu sliku u datoteku i ispisati ga na pisaču u boji. Vidljivost i jednostavnost analize područja gdje dolazi do gubitka topline su glavne prednosti energetske revizije pomoću termalnog aparata.
Metoda energetske revizije može se koristiti u sljedećim područjima:
Kršenje izolacije ili loše ugradnje.
Primjer: nakon sastavljanja drvene kuće ili kućice za kupanje, zalijepljuju sve spojeve između trupaca. Ovaj posao je vrlo skup i dugotrajan. Korištenje termalnog slikara možete identificirati problematična područja i vratiti izolaciju samo na tim mjestima.
Pružanje kabela ožičenja.
Ako su električne žice slabo povezane, povećava se otpornost na zglobovima, a temperatura se diže s prolazom električne struje, što dovodi do kratkog spoja i požara. Slikar može lako prepoznati sva područja električnog ožičenja u ranoj fazi.
Zastoji u ventilaciji i klimatizaciji.
U mnogim sobama, ventilacija dovoda i ispušnih plinova radi slabih performansi. To se događa najčešće kada je razlika u temperaturi veća od 30 0 ° između sustava za unos i dovod zraka. U tom slučaju, upotreba termalnog fotoaparata pomoći će brzo i jeftino vratiti pravilno funkcioniranje ventilacijskih i klimatizacijskih sustava.
Pregrijavanje dijelova u mehaničkim sustavima.
Kada se dijelovi troše, povećava se trenje između njih i zbog toga se povećava radna temperatura. Slikar će otkriti pregrijavanje takvih dijelova, što će pomoći u održavanju mehaničkog uređaja od velikih oštećenja.
Kao što se vidi iz gornjeg popisa, u mnogim je slučajevima potrebna uporaba energetske revizije s termalnim imagerom.
Trošak toplinskog slikara kreće se od 100.000 rubalja za najjednostavnije modele. Za njega je dovoljno započeti posao. Trošak integrirane usluge energetske revizije, koji uključuje skeniranje prostora, analizu, generiranje izvještaja s ispisom slika za Moskvu je 10.000 rubalja. Ova cijena vrijedi za sobe do 50 m 2. Za veće objekte, cijena je naravno veća. Lako je izračunati da će se povrat toplinske slike pojaviti u samo 10 sesija.
Prije 5 sati Članci Komentari na post Zašto kupiti traktor John Deere 8RT onemogućen
U usporedbi s ranijim partnerima, traktor John Deere 8RT postao je produktivniji. To je postalo moguće kada se pojavila više vuča. Također, proizvođač je radio na kućištu, napravio je masivniji, a zbog toga se više snage primjenjuje na tlo. Ali nije zbijeno koliko i prije, jer ovdje.
Prije 5 sati Članci Komentari na post Audio knjige za poslovne početnike su isključeni
Prvi koraci poduzetnika često prate pogreške koje mogu dovesti do financijskih gubitaka. Da biste to izbjegli, morate mnogo naučiti. Knjige u ovom su najbolji pomoćnici. Radove na poslovanju napisali su ljudi koji su, korak po korak, otišli na uspjeh. U svojim knjigama analiziraju pogrešne procjene, govore o tajnama njihovog uspjeha. Novi poduzetnici ne.
Prije 7 sati Korisne informacije Komentari na post Kako odabrati ukusno vino. onesposobljen
Uoči hladnih jesenskih večeri često želim provesti ugodnu večer na čašu finog vina. Kako kupiti skupo vino, od okusa koje možete dobiti pravi užitak na jesenskoj večeri? Prodavaonice alkoholnih pića nude široku paletu alkoholnih pića, uključujući vino. Odlučili smo otkriti u ovom.
1 dan Ozbiljne odluke Komentari na post Nekretnine u Barceloni: kako kupiti vilu na obali? onesposobljen
Barcelona je slikovit grad na mediteranskoj obali, koji godišnje privlači tisuće turista iz cijelog svijeta. Stanovnici CIS-a često posjećuju katalonski glavni grad, preferirajući ga drugim španjolskim odmaralištima. Valja napomenuti da je u posljednje vrijeme popularnost Barcelone uvelike povećana. Istovremeno se povećava potražnja za lokalnim nekretninama. Od posebnog interesa među građanima Rusije.
Prije 1 dan Ozbiljne odluke Komentari na post Fotografije kao posao - osmijeh i val! onesposobljen
Nakon što su se u Rusiji počele pojavljivati foto-kabineti, mnogi mladi poduzetnici imali su vrlo realne izglede za otvaranje profitabilnog posla. Unatoč činjenici da takva vrsta poslovanja nije velika, ona također treba napraviti poslovni plan. Uspjeh poslovanja ovisi o ispravnosti kompozicije. Što trebate znati.
Prije 1 dan Korisne informacije, Članci Komentari Ponude Odabir kvalitetnih pribora za djecu s invaliditetom
Pravilno pripremanje djeteta za školu nije samo kupovanje svih potrebnih potrepština. Potrebno je da su subjekti učinili vaše dijete želi naučiti i učiti o svijetu. Stavke za školsku upotrebu trebaju biti sigurne i olakšati studentske aktivnosti. To je moguće ako su proizvodi certificirani i odobreni za korištenje od Ministarstva zdravstva. Ima smisla.
Prije 2 dana Korisne informacije Komentari Ponude Booklets are disabled
Brošure su jedan od najpopularnijih alata za oglašavanje koji vam omogućuju učinkovito prikazivanje informacija o tvrtki i lucidno objašnjavanje važnih aspekata gledateljstvu potencijalnih potrošača. Papir je najčešći medij. Digitalni kolege, iako postupno zamjenjuju papirnate proizvode, ali u smislu troškova, knjižice "klasičnog formata" ostaju bez premca. Prednosti i koristi.
Prije 2 dana Članci Komentari De Debljina čeličnog lima je onemogućena
Čelik je vrlo popularan materijal. Niska cijena, priuštivost i svestranost - sve te osobine čine ploče od čelika jedan od najčešćih materijala u građevinarstvu. Proizvodnja Ovisno o vrsti proizvodnje, čelični limovi su podijeljeni na vruće valjane i hladne valjane. Prvi tip uključuje valjanje ploče u vrućem stanju. U ovoj metodi.
Prije 2 dana Korisne informacije Komentari na post Kako odabrati zatvaranje vrata onemogućen
Pouzdanost i trajnost vrata ovise uglavnom o kvaliteti okova. Važan element funkcioniranja ulaznih vrata je bliži vratima. Ovaj praktični i funkcionalni mehanizam karakterizira jednostavnost dizajna. Temelji se na uobičajenom proljeću, fiksiranom u kućištu ispunjenom posebnim uljem. Načelo rada vrata bliže je također vrlo jednostavna. Pri otvaranju mehanizma vrata.
Prije 2 dana Ozbiljne odluke Komentirajte poslovne knjige kao put do uspješne budućnosti onemogućen
Svijet nudi ljudima ogromnu priliku, ali ne svatko može vidjeti put do uspjeha. To objašnjava povećanu popularnost poslovne literature: lakše je naučiti od drugih iskustava, zalihe za znanjem, a ne slijepo na putu. Zanimljive knjige mogu pronaći i iskusni poduzetnici i obični učenici. Savjeti za početnike, povijest penjanja na vrh.
Prikazano je ukupno 725 ideja male tvrtke stvarnih ideja za mala poduzeća s iznosom početne investicije od 1000 do 19 875 400 rubalja. Velik dio predloženih ideja uokviren je u studiju izvedivosti s financijskim modelom. Informacije su jednostavno strukturirane po područjima i uputama.
Materijali su prikazani u sljedećim formatima:
Ne, nije lako! Zato, kako biste otvorili posao, uspješni i stoga profitabilni, morat ćete sve detaljno izračunati, analizirati svoje snage i slabosti i shvatiti što vam je dobro.
Kratki algoritam za uspješnu stazu izgledat će ovako:
Sada ćemo detaljnije razmotriti drugu točku kako bismo razumjeli kako pravilno odabrati najzahtjevniju i profitabilnu poslovnu ideju.
Posebnost našeg portala je da ne vodimo monolog, ali volimo - dijalog. Ako imate pitanja, uvijek možete pronaći potporu pitanjem pitanja na forumu, a stručnjaci će vam dati odgovore na njega.
Alternativni način pronalaženja dobre poslovne ideje je proučavanje franšiznih ponuda. Logika je jednostavna: ako se proda poslovni model, to znači da je to najvrednije. Pogledajte naš katalog franšiza i pogledajte popis stvarnih ponuda. Možete se obratiti predstavniku i raspraviti o kupnji franšize ili jednostavno nadahnuti stvoriti vlastitu tvrtku, uhvativši ideju. Ovdje su neke od najzanimljivijih za početnike s naše točke gledišta.
Vrijeme čitanja: 15 minuta Nema vremena za čitanje? Nema vremena?
Od članka o procjeni izgleda za mrežni projekt, znate da je ideje teže provesti nego generirati. Ne slažete se s tim? Želite li nastaviti opravdati neaktivnost s nedostatkom dobre ideje? Neće raditi. U nastavku se prikupljaju sve trenutačno moguće ideje online poslovanja. Pa, gotovo sve. Čitaj, izaberi, učini.
Ovaj članak može se nazvati "150...", "300..." ili "100.500 internetskih poslovnih ideja". U ovom slučaju, trebali biste pročitati online trgovine igračaka, keramike i još sto vrsta robe. Ista se priča ponavljala s mobilnim aplikacijama, web stranicama i web uslugama. S određenim općim idejama, to možete shvatiti sami, tako da praktički nijedan na popisu nema.
Isprobajte predložene ideje, podijelite svoje iskustvo. Kao i obično, u komentarima u članku pišite komentare, prijedloge i dopune. Možda imate neke lude, nerealne i neodoljive ideje za online poslovanje? Recite o njima.
"Posljednje milje" usluge, logistički sustavi s trikovima i vakuumskim vlakovima, isporuka "na zahtjev", u prtljažniku vlastitog automobila i bez prisutnosti vlasnika. Gledamo gdje dolazi sfera za isporuku.
Fitness je područje koje se jednostavno svodi na broj poslovnih ideja i inovacija. Novi formati i startovi, aplikacije i simulatori, sportske odjeće i naprava - u ovoj zbirci ćemo o tome razgovarati svima.
Stručnjaci vjeruju da će do 2050 količina plastike u oceanima premašiti broj riba. Zbog katastrofa koji prijete svijetu, uloga ekoloških projekata i start-upova brzo se povećava.
Vlasnici svjetskih sushi barova i dalje traže nove načine privlačenja kupaca. 2018., pivnice na prugama s jednim prtljažnikom isporučene su u Torontu, au Osaki je otvorena prodavaonica čokoladnih sushi.
Cipele su jedna od onih stvari na kojima su kreativni i znanstveni pokusi uvijek bili i bit će stavljeni. Naučimo ono što je već iznenadilo svijet ciparske industrije 2018. godine.
Turistički boom pokriva startups koji služe interesima turista. Godine 2018., u trendu P2P poslovnog modela, integraciji blok-tehnologija, kao i povećanju broja luksuznih i gospodarskih usluga.
Meso i kreativnost su stvari koje se čine nespojive, ali daleko od toga. U ovom izboru - poslovne ideje, marketinški potezi i trendovi za proizvođače mesa, vlasnike mesaraka i restorana.
Koje neobične ideje mogu iznenaditi zubarsku industriju? Ova kompilacija sadrži 16 poslovnih ideja, startup i inovativne izume u području stomatologije.
Činjenica da "seks proda" posao zna gotovo 60 godina. Iznenađujuće, ovaj trend nije samo živ, već se aktivno razvija, pojavljuje se prije potrošača u sve više sofisticiranijih verzija.
Vlasnici trgovačkog centra i trgovačkih i zabavnih centara neće učiniti ništa za povećanje prometa i privlačenje novih kupaca! Kratak pregled onoga što je došlo u umjetnost shoppinga u centrima Kine, Bliskog istoka i Europe.
Što bi parkovi i javni prostori izgledali danas, i kakvi trendovi postoje u inozemstvu? Prikupili smo primjere nestandardnih javnih prostora za koje ljudi stvarno vole.
3D tiskanje nakita je glavni trend u industriji nakita. Start-up se stalno pojavljuje u tom smjeru, a iskusne tvrtke nastoje uvesti nove tehnologije u proizvodnju što je prije moguće.
Danas, radiš tijesto i nemate svoj Instagram jednostavno je nepristojan. Primjeri ukusnih stranica iz popularnih slastičara i običnih majki na porodnom dopustu, što ponekad daje i glavni početak.
Marke povremeno oduševljavaju ne samo s novim vodootpornim naprava, već i sa ne-standardnim pakiranjem za njih. "1000 ideja" odlučilo je razmišljati o proizvodima koji se mogu prodavati i oglašavati u vodi.
Čestitam, imate burger! Agencija za oglašavanje Buzzman Paris napravila je smiješni videozapis za mrežu Burger King, u kojem francuski par željno želi znati što će izgledati njihovo prvorođeno dijete.
Domino's Pizza je pronašla originalan način poticanja najodanijih navijača slanjem ih 10 dionica u paketu VIP pizza koja izgleda kao kožna aktovka za radove.
Natjecanje među školama stranih jezika je vrlo teško, ali većina njih nema jasan koncept i pozicioniranje. Nalazimo nove načine za isticanje na tržištu.
Zamislite: novi klijent dolazi u kozmetički salon i vidi cijeli zid fotografija. Oni su potpuno zadovoljni ljudi - redoviti kupci salona s lijepim frizure i manikura.
Uz našu pomoć otvorit će vam se online trgovina dječjih dobara u vašem gradu, moći ćete kupiti robu od pouzdanih dobavljača, prihvatiti i ispuniti narudžbe.
Franšiza "Polyglotics" - sposobnost poslovanja na gotovoj tehnologiji, pod pokroviteljstvom poznate marke. Centar možete otvoriti za samo 30 dana. Jamčena dobit - od 100 tisuća p.
Područje medicine je profitabilno i stabilno poslovanje. No započinjanje poslovanja od nule na ovom području teško je. Franšiza CMD-a pojednostavljuje poslovne procese i nudi profitabilan koncept dijagnostičkog centra.
Mala priča o jedinstvenoj tehnologiji tvrtke Express Express WhiteSmile koja pomaže franšizama da privuku i zadrže kupce.
Kupnjom franšize za rodnu školu, za 4 mjeseca dobit ćete sva potrebna znanja, otvoriti školu i početi zarađivati.
Otvaranje tvrtke je zastrašujuće. Osobito kada nema poduzetničkog iskustva. Ako se bojite ulagati u posao i bankrotirati, odaberite franšizu. Uloga franšize izgleda kao da je izumljena posebno za novog došljaka.
Pop-up je format koji, uz minimalni proračun, pomaže malim tvrtkama da se snimaju i podsjećaju na unaprijeđene marke. Koje su njegove glavne komponente? Upoznajte pop-up licem u lice.
Ekodizajn je trend koji se danas koristi svugdje. Stanovnici velikih gradova doživljavaju nezamjenjivu čežnju za divljim životinjama, a to uspješno koristi poslovanje.
Tvrtka je prihvatila pravi avokadomanija. Danas, ovaj trend voće na Zapadu ne zarađuje samo lijeno. U ovom materijalu prikupili smo više od 30 primjera profitabilne upotrebe avokada.
Preokretanje nedostataka u vrline je teška artiljerija za one vrste poslovnih subjekata u kojima, kako kažu, nije lako doći do njih. Kako pretvoriti standarde i standarde monopolista u prašinu?
Veliki novac i svjetska slava mogu se spustiti za nekoliko minuta. Pitanje ostaje: gdje da stavite svoje napore i kako prenijeti svoju ideju masama. Ispalo je heroje ovog materijala.
Brandovi i robne marke sve više počinju uplašiti prosječnu osobu. Oglašavanje je postalo opće nadražujuće, a ponekad i sami poduzetnici pokušavaju to odbiti.
Jedinstvena tehnika trostrukih promjena pogleda, koja vam omogućuje brzo i precizno preispitivanje problema. Savršeno za trenutnu promjenu strategije djelovanja.
Tehnika udruga munje, koje se aktivno koriste u brainstormingu od vodećih svjetskih reklamnih agencija. Ne možete ni zamisliti što se možete sjetiti jednostavno odbacivanjem kritike.
Dizajner Fernando Abellanas stvorio je tajni studio koji je visio ispod mosta. Radni prostor je na visini od 4 metra i može se doći samo pomoću mobilne platforme.
Studio dizajna MZPA predstavio je fotelje "The Planet" koje stvaraju ugodan osobni prostor za posao, slobodno vrijeme i kreativnost te se mogu koristiti u suradničkim uredima i na selu.
Georgina Ryland iz Australije na vlastitom tijelu privlači priče iz filmova, crtića i računalnih igara i stavlja svoj posao na Instagram.
Fotograf iz Litve Neringa Rekashyut došao je s neobičnom pričom za projekt vjenčanja. U njemu mladenci djeluju kao astronaut s Zemlje i žena s udaljenog planeta.
Hipsters su se odigrali. Već smo primili palačinke umjesto palačinki, mitboli umjesto mesnih okruglica, saloni, umjesto frizera. Sve što se sada pojavljuje ne nudi ništa novo. bit.ua razmišljala je i dala još 7 poslovnih ideja koje još nisu postale post-sovjetske hipstere, iako bi to trebale imati. Konceptualna razina. Dobit je osigurana.
Sjećaš se dobre stare uljne tkanine vijetnamske torbice? Svijest o robnoj marki dovoljna je za publiku hipstera da joj pruži drugi život. Uzorak igraćih vrećica iz 2014. trebao bi biti napravljen od ekološki prihvatljivih materijala, imat će više odjeljaka + dodatni pretinac za iPad s mekanim jastucima. Naravno, Celine je već napravio takav pokušaj s vrećama, pa čak i kaputom, ali bilo je previše glamurozno.
Vaša torba za igranje mora biti hardcore. Branding treba biti organiziran na način da svatko razumije: crvena torba za žene, a plava je za muškarce. Za potpunu sliku, fino rezač je savršen za torbu za igru (vidi dolje).
Trošak jedne playbag: 300 UAH
Minibass se može voziti po gradu u konkurenciji s uobičajenim minibusima. Uostalom, svaki normalni vozač ima dane kada ne želite voziti ili uzeti auto, morate koristiti mirisni javni prijevoz s vozačem za pušenje i šansonom u stupcima.
U mini-busu sve će biti drugačije. Vozač će nositi markantnu majicu. Iz zvučnika - samo Arcade Fire, National i Wampire Weekend. Pa, flota se sastoji isključivo od retro Volkswagena.
Fare: 10 UAH
Svatko voli meso. Ali danas, svaki proizvod je pumped s tona smeća. Znači, trgovina za hvatanje je sigurna stvar. Ako je to vrlo općenito, tada bi snack trgovine zamijenile kobasice ili odjel supermarketa.
Ali kobasica je prirodno prihvatljiva za okoliš. Štoviše, veganska kobasica bit će prodana u trgovinama. Bit će nekoliko vrsta: od pasivnog špinata, od brokule i soje, ili od leća. Buffeti (brojač za ručak) također će raditi u snack trgovinama, gdje možete jesti svježe pripremljen hamburger s veganskim kobasicama.
Veganska kobasica: od 77 UAH / kg
Ekološki prihvatljiva kobasica: od 77 UAH / kg
Sjećate li se najčudnijeg, zabranjenog i privlačnog užitka svake post-sovjetske osobe? Da, sjetio si se točno. Naravno, to je majica ili košulja za košulju (košulja, možda, još je bolja, budući da još ima mreža).
Muški muški remen u prsluku s mrežom odmah postaje ekstravagantan. Za žensku garderobu - i nešto što je divlje. I na koncu, hipsteri su donijeli život više od jednog čudnog komada odjeće i pribora. Sljedeća riječ za mrežu. Možete kombinirati ribu i džemper, a rešetka će pokriti cijeli torzo.
Stavite na svoj branded mrežu, stavite na ramena ramenu - pozornost drugih je osigurana.
Cijena: 40 USD (ako je naručeno na amazon)
Što je bilo jučer, sutra će biti šunke. Očito je. Ako se mesne okrugle pretvore u mitbole, mliječne kapljice na vratovima, kolačiće u kolačima, a zatim na liniji knedla je kamen temeljac hrenovite hrane. Osim toga, nova generacija ima nenadmašnu priliku - napraviti dobre stare knedle razumljivima modernom potrošaču. Da biste to učinili, knedle će sadržavati različite napitke: feta, sir Philadelphije, đumbir, voćni parfait i, naravno, prirodni jogurt. Meso u štapiću iz šalice dolazi od dućana.
Cijena: od 15 UAH / kom
Gradska gastronomska kultura dovela je do mnogih zanimljivih mjesta, ali samo onaj smrtnik koji želi blagovati malo novca teško je u njima. Posebno za ovo možete stvoriti blagovaonice - analogni sovjetske blagovaonice. Sve je što je moguće jednostavnije i brže, bez nišana i mnogo jeftinije nego u običnim restoranima i kafićima.
Konobarice parodiraju zaposlenike ormara ormara sovjetskog blagavaona. Bijele pregače koegzistiraju s korporacijskom kapuljačom. Ne postoji ništa neočekivano u izborniku, samo klasici klasika: palačinke, cupcakes, melts, smoothies. U unutrašnjosti - sovjetske prošlosti u tumačenju poznatih ukrajinskih dizajnera.
Prosječna račun: 70-100 UAH
Moderan urbani muškarac voli isporuku hrane. Horde azijske hrane, pizze, hamburgera i ostalih zalogaja već rade po gradu. Vrijeme je da učinimo nešto stvarno konceptualno, približavajući se trenutačnim nacionalnim temama.
Naša aduta je lardo. Preciznije - masnoća, ako se pravilno izražava. Ovo je jedan od najtežih poslovnih segmenata, jer će morati blisko surađivati s proizvođačima svinjetine, kao i osigurati da se svinje pravilno hrane. U njihovoj prehrani postoji samo organsko povrće i bilje, kao što su celer, cikorija, koromač, itd. Nakon nekoliko mjeseci ove prehrane, svinja poludi, što ima pozitivan učinak na kvalitetu lardo.
Narudžba donosi tvrtku stiliziranu ambalažu od recikliranog ekološkog kartona.
Cijena: 120 UAH / kg
Sastojci za masnoće mogu se raspodijeliti - male okuse za degustaciju s različitim okusima, začinima itd.
Na spoju biologije, računarstva i kvantne fizike posljednjih godina došlo je do velikog broja značajnih dostignuća. Kada se razmotre zajedno, interdisciplinarna otkrića i uspjesi obećavaju revolucionarne promjene u svakom od susjednih područja, kao iu općem razumijevanju prirode od strane čovjeka i sebe...
Sve su informacije
Jedan od patrijarha teorijske fizike u 20. stoljeću, John Archibald Wheeler (1911-2008), živio je neobično dug i plodan život. Može se reći da je to bio život pun zapanjujućih znanstvenih spoznaja, igara s velikim idejama i bliskim poznanstvima s mnogim izvanrednim znanstvenicima iz različitih povijesnih razdoblja.
U svojoj mladosti, Wheeler je imao dovoljno sreće da radi pod autoritetom oca kvantne fizike, Niels Bohr. U narednim vremenima, on je opetovano morao biti mentor za nekoliko generacija znanstvenika, poznatih po doista svjetske klase postignuća.
Dovoljno je spomenuti da je među diplomiranih studenata koji su pripremili svoje teze pod vodstvom John Wheeler, je bio otac kvantne elektrodinamike Richard Feynman (1930-1940-e), otac pojma mnogomiriya ili Multiverzuma Hugh Everett (1950.), otac teorije informacija pristupu crne rupe Jacob Beckenstein (1970.), otac kvantnog računanja, David Deutsch (1980.).
(Svi ovi "očevi" velikih teorija, naravno, nipošto nisu bili jedini takve vrste, ali popis imena i sam odražava gustoću onih "polja i fontana" znanstvene kreativnosti koja su uvijek bila karakteristična za Wheeler i njegov krug.)
Ako govorimo o osobnom doprinosu znanstvenika svjetskoj znanosti, tada je najpoznatija djeca poznata pojmova "crne rupe" i "crvotočine" (crvotočine). Za razliku od svojih poznatijih studenata, kao što je nobelovac Feynman, John Wheeler ne može postati osnivač nove i široko pretukli sljedbenici trendova u fizici, ali je ostao čvrsto u povijesti znanosti kroz insightful i duboke ideje apt izražavanja.
Jedan od njegovih najpoznatijih aforizama u kompaktnom engleskom izvornom zvuku zvuči kao da je malo, da morate prevesti na ruski s manje spektakularnim izrazom "Sve je napravljeno od bitova". Da biste razjasnili duboku suštinu te ideje, možete citirati sljedeće citate iz Wheelerovih kasnijih tekstova:
U prvom razdoblju mog života u fizici, uhvatio me ideja da je "sve što je na svijetu čestica". U drugom razdoblju, od ranih pedesetih godina, počela sam se pridržavati pogleda na svijet kao na polja. Pa, sada (1990-ih) ulovljen sam u novu ideju "sve je informacije"... (Wheeler J.A., 1998, "Geons, Black Roles Kvantna pjena: život u fizici. " W.W. Sjever Društvo).
"Sve od pomalo" (To from bit) simbolizira ideju da se svaki objekt i događaj fizičkog svijeta zasniva - u većini slučajeva na vrlo dubokoj osnovi - neopipljivim izvorom i objašnjenjem; ukratko, da su svi fizički subjekti u osnovi informacijsko-teorijski... (John A. Wheeler, 1990, "Informacija, fizika, kvantna: Traženje veza" u W. Zurek (ur.) "Kompleksnost, entropija i Fizika informacija ", Addison-Wesley.)
Cijeli ovaj preambulu glavnog teksta članka, posvećen sasvim drukčijim, općenito, stvari, bio je potreban za živopisnu demonstraciju jedinstvenog puta na koji se sada konvergiraju toliko različite, tzv. Naizgled znanstvene discipline kao teorijska fizika i čisto praktična biologija.
Za informacijsko-teorijske temelje biologije, koja gotovo nikoga nije tajna, znanstvenici su istraživali i shvatili otkako je otkrivena struktura DNA 1950-ih godina. Kako je bit ove konstrukcije dešifrirano, biolozi su, naravno, zaključili da je obrada informacija - njegovo pohranjivanje, kopiranje, distribucija i modifikacija - temeljni temelj samog života i evolucije organizama.
Veliki podaci za biologiju
Vrlo poseban izraz koji karakterizira specifičnosti trenutne faze u povijesti ljudskog razvoja je izraz Big Data ili "Big Data" (kratko DB). Specifičnosti baze podataka su povećana uloga digitalnih informacijskih tehnologija, koja na jedan ili drugi način nužno odražava procese koji čine osnovu istraživanja, infrastrukture i ekonomije.
Ovako, bez pretjerivanja, univerzalni "trend DB" sada se jasno očitovao u mnogim različitim područjima - od komunikacijskih sustava i upravljanja proizvodnjom do financijske i bankarske sfere, rada špijunaža posebnih usluga, filmske industrije i druge zabave. I naravno, na čelu znanosti.
Konkretno za biologiju, vrsta personifikacije "kako je DB erupcija ušla u naš život" bila je rad sekvenciranja - to jest, potpunog dekodiranja - genoma bioloških organizama, od ljudi do najmanjih bakterija i drugih jednostaničnih organizama.
Prije dvadeset godina, kada su znanstvenici upravo započeli sekvenciranje ljudskog genoma, ta je zadaća bila njezina ljestvica kao jedan od najskupljih i najambicioznijih projekata ikad provedenih u povijesti znanosti.
Budući da je većina tog djela provedena od strane samo nekoliko velikih sekvencionarnih centara na planeti, takva oprema "genomske sekvence" mogla bi se usporediti s ogromnim (i izuzetno skupim) akceleratorima-sudaračima eksperimentalne fizike čestica.
Ali, prije 5-6 godina, postojao je pravi proboj u tehnologijama sekvenciranja DNA. Zapravo, troškovi opreme počeli su pasti tako brzo da se smanjenje troškova sekvencera počeo pojavljivati čak i brže od pada cijena računala čipova koji su stalno povećavali njihovu izvedbu.
U skladu s tim, kada su se cijene tehnologije smanjile, mnogi bi laboratoriji mogli priuštiti kupnju vlastitog genomskog sekvencera (i često ni jednog). Tako je do sada postojalo više od 1000 centara sekvenciranja na svijetu s barem jednim takvim alatom. Pa, u nekim, naročito ne-siromašnim laboratorijima, rezultat sekvencira već je na stotinama.
Čak i prema tim podacima može se zamisliti brza brzina s kojom su planine genomske informacije počele rasti nakon toga, a osim "jednostavnog" dekodiranja, potrebno je mnogo dublju analizu i razumijevanje. Ne samo mnogo, mnogo tisuća ljudskih genoma, nego i tisuće drugih raznolikih organizama, uključujući životinje, biljke i mikrobe, već su dešifrirani do posljednjeg gena.
Uz sve ove impresivne, bez sumnje, rezultati su jednako brzo rastući i teški problemi. Štoviše, ti su problemi kvantitativni i kvalitativni.
Na jednostavnijem, kvantitativnom dijelu, to možete reći. Kao i mnogi, vjerojatno već u tijeku, genom svakog ljudskog bića ima oko 3 milijarde osnovnih para (baza je slovo u DNA kodu), koja čini oko 20.000 naših gena. To može izgledati neobično za autsajdere, ali ljudski genom mnogo je jednostavniji od značajno složenijih genoma onih mikroorganizama koji žive u ljudskom tijelu. Mikrobi, osobito, imaju 100 milijardi baza i milijune gena u svom genomu.
Dakle, ako se ljudski genom može lako snimiti na jednom DVD-u, daleko od jednostavnih problema počinju s zbirkama genoma "jednostavnijih" bića. Čak i za elementarnu pohranu i nakupljanje (bez analitike) zbirki dekodiranih genoma onih mikroorganizama koji žive u našim tijelima, oceanima, tlu i svugdje na planetu, potrebni su vrlo impresivni uvjeti skladištenja informacija.
Javne banke s podacima s sličnim genomima sada mjere akumulacije s petabajta - tj. Milijunima gigabajta. A zajedno, svi biolozi svijeta sada daju oko 15 petabata novih genetskih podataka godišnje. Ako je i netko htio staviti ove podatke na redovne DVD-ove, rezultirajuća hrpa diskova bila bi visoka više od 4 kilometra.
I sve to, vrijeme je za naglašavanje, odnosi se samo na podatke dobivene u procesu sekvencioniranja DNA. No, biologija je postigla ne samo revolucionarni napredak u genomici, nego i ne manje važne rezultate u drugim područjima visoke tehnologije, kao što su napredne tehnologije za dobivanje slika visoke razlučivosti (računalna tomografija, elektronska mikroskopija i tako dalje).
Drugim riječima, znanstvenici biolozi sada generiraju podatke ne samo brzinama drobljenja, već i količinama koje utječu na um. A to znači da je znanost o biologiji koja se prije deset godina potpuno suočila s protokom svojih znanstvenih podataka, a sada se vrlo brzo našla u situaciji u kojoj istraživači zapravo više nisu u mogućnosti izolirati i shvatiti vrijedne informacije koje su ih iznenada postale dostupne u nevjerojatnim divovskim količinama (Mnogi izravni sudionici u procesu iskreno formuliraju bit ove situacije u približno ovim riječima: "Kada gledamo biološke podatke, uopće ne znamo točno što ovdje gledamo").
To je zapravo "kvalitativna" strana temeljnih problema s velikim podacima u biologiji. A za adekvatnije razumijevanje njezine ljestvice, poželjno je shvatiti da je daleko od samo proučavanja ljudskog genoma i oblaka mikroba - bakterija koje ga stalno nastanjuju (njegov broj je deset puta veći od broja stvarnih ljudskih stanica).
Istodobno, biolozi se moraju nositi s ogromnim nizom drugih važnih projekata s velikom obradom podataka. To uključuje napore za analizu genoma brojnih vrsta raka i mapiranje ljudskog mozga, i još mnogo toga, bitnih za naš opstanak - poput razvoja boljih biogoriva i jakih žitarica. Nisu svi čuli za to, ali čak i genom takve važne kulture poput pšenice je više od pet puta veći od ljudskog genoma. I sadrži šest kopija svakog kromosoma - u usporedbi s našim dvjema.
Vjerojatno je da čak i ove - ležeći na površini - činjenice daju vrlo jak razlog za ozbiljno razmišljanje o ljudskoj prirodi. Što znači ova neodoljiva odstupanja - kad "kruna prirode" Homo Sapiens ima gotovo najjednostavniju strukturu DNA među svim okolnim organizmima? Uostalom, jasno je da je to vrlo čudan paradoks, što znači da sigurno mora postojati neka vrlo zanimljiva tajna o našoj strukturi i podrijetlu. Ali, nažalost, znanost biologije uopće nije ovakva.
Naravno, postoji razumijevanje među znanstvenicima da titanski napori da prikupljaju Big Data godišnje i dnevno generiraju takve polja informacija koje znanost jednostavno nema vremena za probavu. No iako podaci koji su već dostupni u akumulaciji nisu dobro razumjeli i nisu jasno razumljivi, glavni tok novca u znanosti ide financirati projekte koji stvaraju sve više impresivnih polja novih informacija. Kako su iznutraci komentirali tu situaciju, "mnogo je lakše raditi ono što već radite - i na sve većoj skali, a ne pokušavajući kritički shvatiti što se postiže i postavljati dubljja pitanja".
# Mračna sigurnost s sjajnim izgledima
Naravno, sve što je već rečeno ne znači da u suvremenoj biologiji nedostaje ljudi koji se pokušavaju nositi sa stvarno dubokim zagonetkama koje su bitno važne za ljudsko razumijevanje divljih životinja. Istraživanja ove vrste provode se odmah u mnogim smjerovima, ali želio bih vam detaljnije reći o jednoj od njih, što je osobito usko povezano s informacijskom tehnologijom. Uz prijavu biologa Dennisa Brayja, taj se trend često naziva Wetware, odnosno "mokro softver" - analogno hardveru (hardveru) i softveru (softveru) softveru računala.
To je ime najpoznatije knjige Bray - "Wet provision. Računalo u svakoj živoj ćeliji "(Wetware: Računalo u svakoj ćiviji ćelija, Dennis Bray, 2009). U općem mišljenju ovo je jedno od najuspješnijih djela, gdje je bit najnovijih otkrića biologije jasno i pristupačno. Ili, ako je to malo specifičnije, pokazalo se da je unutarnja kemija živih stanica, u stvari i u obliku, proces kontinuiranog izračuna.
Na prvim stranicama ove knjige, čitatelji se uvode u najjednostavniji mikroorganizam, amebu. Premda je to samo jednolančana kreacija, potpuno je sposobna samostalno "puzati" ili se kreće s jednog mjesta na drugo, lovi hranu, reagira na vanjske podražaje poput svjetlosti, zvuka i mirisa. I sve to, mora se naglasiti, stvoreno je biće koje nema ne samo mišiće nego i živčani sustav. Dugo dugo, biolozi nisu imali odgovore ni na najosnovnije pitanje u tom smislu: kako je to uopće moguće?
Kako su jednostanični organizmi proučavani na molekularnoj razini, počeli su se pojavljivati odgovarajući odgovori na takva pitanja. Sljedeće stranice knjige Bray pokazuju kako različite molekule proteina - specifičnim primjerom amebe - međusobno međusobno djeluju, mogu se koristiti za provedbu svih vrsta bića.
Konkretno, identificirati vanjske podražaje, obavljati "izračune" na njima i napraviti "ne" vrstu odluke. Tada pokazuje kako sve te stvari uzrokuju da ameba krene u "željenom" smjeru. I tako dalje.
Na temelju sličnih i progresivno sofisticiranijih evolucijskih modela, Dennis Bray opisuje kako se te strukture mogu pojaviti na najprimitivnijoj razini, a zatim se s vremenom razvijati. U svojoj jezgri, kao što autor pokazuje, sve žive stanice su izgrađene na osnovi molekularnih shema koje obavljaju logičke operacije. U biti, baš kao i elektronički uređaji, ali samo uz pomoć jedinstvenih značajki molekularne strukture tekućine.
Glavna ideja Brayove knjige može se izraziti na sljedeći način. Računalni fluidni medij stanica daje osnovu za sve prepoznatljive osobine živih sustava. Omogućava organizmima utjelovljuju sliku svijeta oko sebe u svojoj unutarnjoj strukturi, a to je odgovorno za njihovu prilagodljivost i njihovu sposobnost da reagiraju na svijet i za opću racionalnost njihovog ponašanja. Nadovezujući se na istom evolucijskom modelu dalje, autor opisuje kako kolonija jednostaničnih stvorenja (neki od njih, poput amebe, s jezgrom, dok su drugi - i bez jezgre, kao što su bakterije) mogu zajedno provesti „kolektivni osjećaj.” A to im omogućuje prepoznavanje i prisutnosti drugih stvorenja sličnog tipa i - što je još važnije - utvrditi koliko ih ima (malo, mnogo, vrlo mnogo).
Zatim slijedi prirodni prijelaz na razmatranje jednostavnih višestaničnih organizama. Na putu je otkriveno kako različite stanice oblikuju sposobnost tijela da komuniciraju jedni s drugima. Postupno komplicirajući sliku, autor se na kraju približava uređaju tako složenog bića kao osobu čije se tijelo sastoji od mnogo i mnogo bilijuna vrlo različitih stanica koje stalno međusobno komuniciraju.
Naravno, složenija cjelokupna slika, manje istraživači uspijevaju se oslanjati na čvrste, pouzdano utemeljene činjenice i sve više se moraju oslanjati na točnost njihovih hipoteza.
Ali budući da je to moguće, opipljivi napredak biologa u širokom smjeru Wetwarea se stalno osjeća. Ističe kao odraz tog procesa su zadobili interdisciplinarni pojam Bio-nadahnut računarstva, odnosno „inspiriran biologije, računalstvo”, i stalno raste broj međunarodnih konferencija i seminara okolo s naslovima: „Inspiriran biologiji računarstvo i komunikacije”, „inspiriran biologijom integriranih računalnih nanocircuits”, "Aplikacije inspirirane biologijom", i tako dalje.
Jedan od njih je svakako veliki primjer kako Wetware koncept program može izgledati u praksi, daje sljedeću konkretan razvoj mikrobiologije i imunologije, koji je za područje, gdje je studirao odnos između mikroba i zdravlja, a koji su već počeli primjenjivati temeljno novi alat za istraživanje koji pruža nezamislivo prije sredstva za upravljanje mikroorganizmima. U biti, ovaj alat je računalo, ali ne i uobičajeni aparati izrađeni od silicija, metala i plastike. Ovo je računalo izrađeno izravno od DNA molekula, RNA i enzima (enzima) koji se nalaze unutar jedne žive stanice.
Biološki mikrokontrolu u pitanju je zamisao Drew Endyja, izvanrednog profesora biomedicinstva na Sveučilištu Sanford. Tri znanstveni članci objavljeni serija razdoblje 13 mjeseci u 2012. i 2013. godini, Andy i njegov tim istraživača su pokazale laboratoriju gotovo fantastičnu stvar - kao običan dnevni stanica može se pretvoriti u upravlja s više funkcija računala.
Koristeći standardnu tehnologiju genetičkog inženjerstva, znanstvenici su pokazali da mogu pretvoriti E. Coli, glavno radno mjesto mikrobiologa, u poslušan stroj koji može obavljati osnovne računalne funkcije: logičke operacije, pohranu podataka, prijenos podataka. Osim toga, autori su također pokazali da njihove metode uspješno rade s bilo kojom drugom vrstom živih stanica, a ne samo s bakterijom određene vrste.
To ne znači da je ovo djelo najveće i doista revolucionarno dostignuće modernog biomedicinskog rada. Druge skupine istraživača i ranije ostvarile su slične rezultate u programiranju stanica. Međutim, Andy i njegov tim imaju u usporedbi s njima veliku i nedvojbenu prednost - sposobnost da pojača signal protoka informacija.
Funkcija dobitka je ono što ovaj sustav čini posebno zanimljivim i obećavajućim. Može se reći da je implementacija ove stvari u ćeliji ekvivalentna pojavi tranzistora u elektroničkoj opremi. Ili, to je ono što čini Andyjev biomolekularno računalo stvarno korisno u praksi.
Neka vrsta priznanja ove činjenice bila je činjenica da je „Biološka Inženjering Časopis» (Journal of Biological Engineering) je prepoznao jedan od tri predmeta od Andyja i ekipa - modificirana stanica-stanica komunikacije preko DNA poruka - objavljivanjem svojih najboljih godina.
Međutim, s bilo kakvim govorom o napretku biokomunika, poželjno je odmah naglasiti jedan važan detalj. Kao što je uobičajeno u računalnom okruženju, najvažniji parametri bilo kojeg računalnog uređaja su brzina. Međutim, područje biologije u ovom pogledu za tradicionalne silicijskih čipova do sada ne predstavlja nikakvu konkurentsku alternativu.
Kako je i sam izumitelj Drew Andy objasnio situaciju: "Mikrobiološki procesor radi na vremenskoj skali od reda milihertza. To znači da se ovdje događa jedan ciklus proračuna približno svakih 1000 sekundi, ili, alternativno, otprilike četiri puta na sat. U biologiji, međutim, taj čimbenik nije uvijek važan. Ovdje i sporo može biti lijepo. »Kakvi su odlični rezultati značeni, mogu objasniti takve primjere iz života.
Sam koncept biološkog računala otvara mnoštvo istraţivačkih uputa koje prije nismo ni pomislili. Na primjer, mikroorganizmi sada mogu biti dizajnirani tako da ciljaju, recimo, rak, a zatim odmah označavaju zahvaćene stanice fluorescentnim markerima radi lakše prepoznavanja.
Druge ćelije, zauzvrat, mogu se programirati za otkrivanje takvih označenih područja i dostaviti im potrebne farmaceutske proizvode - s preciznom preciznošću - koje će sami sami proizvoditi na licu mjesta. U načelu, situacija u kojoj biološka računala mogu čak i reprogramirati stanice raka na vrijeme kako bi isključila svoj rast izgleda realno.
Do sada, međutim, za situaciju u biologiji, ukupna slika izgleda bitno drugačija. I većina biologa, u pravilu, jedva razumije bit i važnost posla u istraživanju Andyja i njegovog tima. Primarna reakcija obično zvuči ovako: "Ohhh. Ali to se uopće ne događa u biologiji. "
I ovo je stvarno istina. Inženjerski pristupi ovog tima, u suštini, svode se na izgradnju računala koje nam je više poznato od molekularnih komponenti prisutnih u živoj stanici bakterije. A biolozi u najvećem dijelu još uvijek nisu sasvim navikli razmišljati o svom polju kao inženjeri.
Kako bi to bilo jasnije, što je biološko računalo razvijeno u Andy laboratoriju, ima smisla upoznati se s uređajem ovog "računalnog organizma". I najlakši način da to učinite je po komponenti: kako točno uređenje podataka, logičke operacije, prijenos i pojačavanje informacija su raspoređeni.
Ključ za implementaciju bio-kompjutera u stanici je taj što mikroba proizvodi specifične proteinske katalizatore, za neke povijesne nesporazume, nazvane dvije različite riječi koje znače istu stvar. U našoj biologiji, izraz "enzimi" preferira se latinskim podrijetlom, a na engleskom jeziku izraz "enzimi" govori grčki. U svim ostalim zemljama - prema povijesno utvrđenoj tradiciji. S gledišta informatičke tehnologije, enzimi su osobito važni u stanici u tome što koriste "memoriju" i kontroliraju proces čitanja informacija.
Memorije. Prvi - u kronologiji stvaranja - od računalnih komponenti, što je omogućilo prilagodbu ćelije za pouzdanu pohranu podataka. Kako bi riješio taj problem znanstvenici su savladali jasan plan interakcije između dvaju enzima, koji - kad oni rade zajedno - može vrlo precizno prerađivati željenim fragment u DNA sekvence, prijenos marker fragmenata zatvaranje ili na jednom kraju ili drugo. Drugim riječima, enzimi upućuju u kojem određenom smjeru treba dati čitanu podsvijest (gdje je kraj).
Sada, kada se odvija proces običnog čitanja DNK, a čitanje određenog fragmenta ide u jedan smjer, možemo razmotriti ovaj fragment kao, recimo, "nulu". Ako čitanje ide u suprotnom smjeru, tada se ta orijentacija, prema tome, počinje nazivati "jedinicom". Zahvaljujući tom pristupu, DNA molekula, pored svoje glavne funkcije u stanici, također postaje spremište "biotehnoloških bitova" potrebnih znanstvenicima.
Kao što je slučaj s malom brzinom bio-kompjutera, na taj način uređena pohrana podataka ne može se pohvaliti velikim kapacitetom pamćenja. Međutim, u rukama ljudi koji razumiju što rade i zašto, čak i skromni parametri sustava omogućuju stvaranje izuzetno snažnih alata.
Konkretno, razvijanjem ove metode Andy tim razvio je pametan način za izlučivanje "svojih" podataka iz ćelije, što ne zahtijeva vremenski zahtjevno sekvencioniranje DNK. Pomoću inženjerskih metoda, znanstvenici su mikrobi sjajili s različitim bojama pod ultravioletnim svjetlom, ovisno o smjeru bitnih memorijskih točaka.
Ako DNK fragment zahtijeva čitanje u jednom smjeru, tada mikroba svijetli crveno. Ako je "informativni sektor" orijentiran u drugom smjeru, mikroba svijetli zeleno. Zahvaljujući ovom pristupu, čitanje podataka postaje jednostavno kao ultraljubičasto osvjetljenje mikroba.
Da bi se jasnije upoznalo s primjenom ove tehnologije u životu, može se zamisliti mikrob koji je programiran da identificira karakteristični kemijski potpis za rak crijeva. Pacijent koji pregledava uzima gutljaj tekućine koja sadrži milijun primjeraka ovog posebno programiranog mikroba. I čim uđu u crijeva, bilo koji od mikroba koji se susreće s potpisom raka, aktivira svoj detektor i proizvodi posebne enzime potrebne da se malo prebacuju u sjećanje.
Dakle, kada mikroorganizmi u prirodnom kretanju kroz crijeva napuste tijelo, znanstvenici ih mogu osvijetliti nakon oslobađanja ultraljubičastim svjetlom i odmah saznati je li rak lociran u pacijentovoj unutrašnjosti ili ne.
PRIJENOS INFORMACIJA. Nakon što je riješio zadatak pohranjivanja podataka (koji su se pokazali najtežim i potrebnim tri godine istraživanja za pouzdanu implementaciju), Andy i njegov tim razvili su metodu prijenosa podataka između stanica. Njihova tehnologija doslovno se temelji na načelima virusne razmnožavanja i koristi neškodljivi virus zvan M13, koji tiho parazitizira bakterije i hrani život "s onim što kuća šalje". Jedna od faza u životu M13 je emitiranje njegovog genoma na druge stanice. Tehnički, to se naziva "fazom infekcije". Pa, Andin tim je ovaj mehanizam izmijenio u nešto poput biološkog Wi-Fi emitiranja, sposobnog za prenošenje gotovo bilo kojeg DNA slijeda između stanica.
U tom smislu ta se tehnologija može nazvati genetskim trikom. Obično, infekcija M13 djeluje kao brtvljenje vlastite DNK virusa u kratku genetsku sekvencu - nešto poput "genetske pretpostavke". A da bi poruku poslala inženjerima, sve što je potrebno od mikroba je da ga dodate u obliku ove sekvence pakiranja. A onda M13 šalje paket van, drugim susjednim mikrobima, ne znajući da poruka unutar paketa uopće nije njegova DNA. U stvari, bioinženjeri su koristili tehnologiju parazita u odnosu na sam parazit. Kao rezultat toga, bilo je moguće slati genetske poruke između stanica (deseci tisuća znakova dugo) i to selektivno - šaljući specifične genetske kodove specifičnim stanicama unutar složene mikrobiološke zajednice.
Do danas, istraživači imaju sredstva za kontrolu ponašanja ne samo jednog mikroba nego i cijelih populacija stanica. Na primjer, stanice transformirane u inženjerstvu pomoću M13 komunikacijskih komunikacija mogu se programirati za dosljedan početak rasta ili, obrnuto, zaustaviti rast, klasterirati se u klastere ili, obrnuto, širiti se u različitim smjerovima. Za živi primjer takvog rada bio-kompjutora, može se zamisliti situacija u kojoj određeni mikrobi koji žive u ljudskom tijelu mogu automatski uključiti proizvodnju inzulina u masenim količinama čim se šećer detektira u tijelu dijabetičara.
LOGIČKE OPERACIJE. Kronološki, posljednja funkcija koju je Andin tim provodio u ćelijama bio je binarnom ili logičnom logikom, na temelju koje rade najmodernija računala. Prema dugoj tradiciji, bit rada binarne logike treba izraziti u jeziku vodenih ventila. Jedinica je "istina" ili YES. Zero je "lažno" ili NE. Odgovor DA - ventil je otvoren, struja elektrona. Odgovor NE - ventil je zatvoren, elektroni ne protječu. Upravljajući s samo dvije od tih stanja, binarna računala mogu obavljati sve zadatke s kojima su trenutačno zauzeti.
Primjenom tog logičkog konstrukta u živoj stanici, istraživači su pokazali da su mogućnosti za logiku u biologiji jednako bezbrojne kao u elektronici. Jedina je razlika u tome što se u biokompetentu silicijska vrata zamjenjuju genetskim vratima, koji se otvaraju i zatvaraju na sličan način kako bi omogućili ili blokirali protok informacija. No, samo u ovom slučaju, umjesto nosioca elektrona, protok je osiguran supstancom enzima koji putuju duž dna DNA. Odgovor je DA - enzim protječe. Odgovor je NE - enzim ne teče. U razvoju ovog pravca Andy tim je pokazao da se na temelju molekularnih genetičkih alata moguće pouzdano ostvariti biološki ekvivalenti za sve glavne logičke ulaze elektroničkog računanja - operacije AND, XOR i tako dalje.
ALARM STRENGTH. Biocomputer počinje otkrivati svoj doista ogroman potencijal samo kada je moguće kombinirati funkcije logike i prijenosa podataka u njemu. Pa, "biološki tranzistor" može pretvoriti vrlo malu količinu informacija u vrlo značajan protok podataka. U elektronici je ova transformacija poznata kao pojačanje signala.
S elektronskim pojačavanjem signala, može se podsjetiti da je vrlo mala promjena struje dovoljna za otvaranje ili zatvaranje ventila koji kontrolira masive elektronske tokove. Biološki tranzistor, koji biotehničari nazivaju "transkriptorom", u osnovi radi istu stvar. Male promjene u ekspresiji gena mogu proizvesti vrlo velike promjene u ponašanju stanice.
Elektronički tranzistor povijesno je zamišljen i stvoren kao rješenje za vrlo specifičan problem pojačanja signala - kao učinkovita zamjena za vrlo pouzdane vakuumske cijevi u telefonskim pozivima na velikim udaljenostima. Poznato je da električni signali blijede kad putuju. Pojačavanjem propadajućeg signala pomoću tranzistora - ili pojačala signala - postaje moguće da se prenese preko divovskih udaljenosti. Sa inženjerskog stajališta, biološki sustavi ovdje nisu bitno različiti. Zahvaljujući transkriptima, genetički se signali sada mogu pojačati - dok se kreću kroz zajednice stanica. Tehnički, ovo osigurava koordinirane akcije za vrlo velike stanične sustave.
Kao što je već istaknuto, prema grubim kalkulacijama, u ljudskom tijelu i na njegovoj površini ima oko 10 puta više jednostaničnih mikroba i bakterija od svih drugih stanica našeg tijela. Bogati računalni potencijal mikroba i bakterija koji nas žive sada tek počinje istraživati istraživači.
Kao što Andy i njegovi suradnici to vide, dugoročni cilj takvog rada je olakšavanje biologije za inženjering. I što više ljudi rade na tom području, to će biti opipljiviji uspjeh. Kako bi potaknuo istraživanje u tom smjeru, znanstvenik je stvorio javnu dobrotvornu zakladu, BioBricks Foundation i razvila poseban sporazum, BioBrick Public Agreement, koji olakšava slobodan razvoj i korištenje genetskih biokomunika za sve.
Vrlo službeno, Andy je prošao svoj transcriptor i biološke logičke vrata u javnu domenu - putem Public BioBrick javnog sporazuma. To znači da je svaka osoba sada slobodna za korištenje tih tehnologija po vlastitom nahođenju. Slična je izjava znanstvenika za "biološki internet M13" u procesu objavljivanja. Jedini biotehnologijska tehnologija koju su patentirali Sveučilište Andy i Stanford je biološka digitalna memorija. Ali to nije učinjeno iz komercijalnih razloga, već samo zbog preventivne "obrane slobode" opće dostupne metode.
Kao što Andy objašnjava, neke druge istraživačke skupine već su patentirale tehnologiju, najavljujući da su postigli sličan cilj. Ako znanstvenici Stanfora imaju i vlastite patente, onda, bez da jednostavno traže svoje patentno pravo, imat će priliku osigurati da njihova tehnologija bude besplatna i dostupna svima. Ali ako nema patenta, onda bi netko drugi mogao proglasiti svoja prava na tu tehnologiju i ograničiti njegovo korištenje - za svoje sebične svrhe.
(Kako je čudotvorno ružna oblika praksu patentiranja biotehnologije moguće detaljnije opisati u Kodeksu slobode.)
⇡ # Izazovi kvantne biologije
Druga, sasvim drugačija i neovisna linija istraživanja na spoju bioloških i računalnih znanosti danas se ne čini samo obećavajućim, već fantastično obećavajućim. Apsolutno, bez pretjerivanja, može se reći da uspjeh na ovom području obećava ne samo veliki napredak u biologiji, nego i pravi proboj u rješavanju najozbiljnijih problema znanosti, poput neprepoznatljivih misterija kvantne fizike i prirode ljudske svijesti.
To je, naravno, vrlo mlada, ali već dobro poznata interdisciplinarna znanost pod nazivom kvantna biologija. Detaljan pregled ove teme nalazi se u materijalu "Quantum Biocomputer", no ovdje je dovoljno da se kratko upoznamo s bitom predmeta i najzanimljivijim postignućima posljednjeg razdoblja.
Dok je eksperimentalna fizika i mikrobiologija nadzirala tehnologije za osjetljivu studiju procesa prirode na mikroskopskoj razini, postupno je postalo jasno da su problemi koji su se ranije smatrali manje ili više "razumjeli" zapravo bili mnogo dublji i tajanstveni. Konkretno, u mnogim vrlo suptilnim eksperimentima, počeli su otkrivati (i danas je potpuno pouzdano utemeljena činjenica) da su određeni fenomeni koji su dugo poznati u biološkim organizmima - kao što su biljna fotosinteza ili orijentacija ptica selice u Zemljino magnetsko polje - omogućeni specifičnim efektima. kvantna fizika.
Nedavno, krajem dvadesetog stoljeća, za puko promicanje takvih ideja, svaki istraživač u znanstvenim krugovima bio bi podvrgnut smiješnom zabavi - kao šarlatan i pseudo-znanstvenik. Jer takve hipoteze u osnovi su u suprotnosti s temeljnim načelima kvantne fizike, a samo ignoramusi i polu-obrazovanje mogu ozbiljno razgovarati o takvim glupostima. Međutim, život je prisilio znanstvenike da različito gledaju na stvari. Veliki problemi čovječanstva s izuzetno neučinkovitom uporabom prirodnih izvora energije bitno su prisilili znanost da bliže pogledaju kako se pretvorba energije odvija u biljkama.
Smatra se da je opći mehanizam biljne fotosinteze dosta dugo (i arogantno) shvaćen. No, ako ne uzmemo u obzir zadatak, a ne općenito, ali u bitno važnim pojedinostima, kako biljke i bakterije pretvaraju solarnu energiju u kemijsku energiju s ogromnom, skoro 100% učinkovitosti? - Ispada da nitko ne zna odgovor. (Kako bi se jasnije objasnilo koliko je važno postavljati pitanja posebno, a ne uopće, za usporedbu, valja podsjetiti da se u računalima koja se koriste na ljudima na siliciju masovno, gotovo sva energija koja se isporučuje u sustav beskorisna je za proizvodnju topline.)
Istraživanja su pokazala da je ključ učinkovitosti fotosinteze, očito, stopa reakcije. Pretvorba solarne energije u biosinteze događa se gotovo odmah, tako da je vrlo mali dio toga izgubljen na toplinu. Ali kako je upravo taj trenutačni prijenos energije organiziran u obično ležerno živim stanicama, vrlo je stara znanstvena tajna koju su fizičari počeli ozbiljno pristupiti u 2005. i 2007. godini.
Tada je postupno postalo jasno da je odgovor na takvo hitno pitanje ležao u kvantno-mehaničkim učincima. Posebno, oni su dobiveni direktan dokaz da su u fotosintezu važnu ulogu u procesu prijenosa energije - za hvatanje svjetlosne fotoantenn molekule u reakcijski centara pretvarača - igra iznenađujuće dugotrajnu kvantni koherentnost (tj međusobno koherentan valovitog ponašanje) elektrona u molekulama upija svjetlo.
Zbog takve koherencije, biosustav, poput kvantnog računala, traži najkraći put prijenosa između svega što je moguće, nakon čega je na tom putu energija prenesena uz minimalne gubitke. Drugim riječima, zadatak na kojem su tvorci naših kvantnih računala bezuspješno bore za niz godina - kako bi se osiguralo stabilno i dugotrajno koherentnost kvantnih bitova u kvantnom registru - prirodu, kako se ispostavilo, riješiti više nego uspješan, a milijuni godina prije.
Vjerojatno je da je podrška biomolekularnim strojevima na kvantnoj mehanici - kako bi se održali vitalni procesi - postao vrlo veliko iznenađenje znanstvenicima. Prije svega, zbog temperature na kojoj se taj proces događa. Kvantna koherentnost sustava je vrlo krhka situacija. Najmanji vanjski utjecaj - i nema ništa od koherentnosti elemenata. U svojim eksperimentima s qubitsima, fizičari mogu održavati takve registarske države neko vrijeme - ali samo u mediju koji je pažljivo izoliran od smetnji i na vrlo niskim temperaturama.
Međutim, do danas nitko nije mogao jasno i uvjerljivo objasniti kako se to može dogoditi u toplom i mokrom, odnosno "potpuno bučnom" okruženju u živim bićima. Ali kad se i dalje može dobro objasniti, nakon što je eksperimenata potvrdila teoriju, kvantna kvantna biologija postat će doista revolucionarno dostignuće čovječanstva. Činjenica da ova važna pozornica nije daleko, nema posebnih sumnji - budući da priroda stvarno zna kako to učiniti, to znači da ćemo naučiti.
Iz ove slike općenito, možda je jasno da je razumijevanje "kvantno-računskog" mehanizma fotosinteze u biljkama danas najvažniji zadatak kvantne biologije. Tako se planina znanstvenih članaka oko ove teme svake godine znatno povećava. Ali kako točno molekule stanica ostaju koherentne tako dugo na kvantnoj skali, na takvim visokim temperaturama, pa čak i na relativno velikim udaljenostima između molekula - sve to ostaje nejasno i tajnovito znanstvenicima. Iako su različite ideje, naravno, dosta u izobilju. Naravno, prerano je da se bavim površnim opisom svih tih konkurentskih hipoteza. Jer trenutačno za njih nema nikakvih eksperimentalnih dokaza. Međutim, kako bi istaknuli neke ključne točke koje su zajedničke mnogim modelima, vjerojatno ima smisla.
Prije svega, najvažnija uloga u cijelom procesu izgleda kao da igraju proteinske matrice strukture koje izravno ne sudjeluju u „računanje” optimalne rute za prijenos energije, ali je se isprepliću one svjetlo-osjetljive pigmente antene koje omogućuju prijem signala i prijenos. Budući da nema nikakvih koherentnosti bez ovih struktura proteina, zaključuje se da matrice najvjerojatnije igraju ulogu mehanizma za "kvantno ispravljanje pogrešaka" već poznatog u kvantnom računanju.
Nadalje, postoje dobri rezultati koji pokazuju da kvantni (ili štoviše, klasični) efekti fizike sami nisu dovoljni za potkrijepljenje stabilne kvantne koherencije u biosistemima. Ali istodobno je moguće teorijski modelirati proces ako ga smatramo posebnom, vrlo delikatnom vrstom mješavine kvantnih i klasičnih efekata. Rođen je, kako se i očekivalo, kao rezultat dosljednog rada algoritama genetskog odabira.
Konačno, najnoviji, sasvim nedavni rezultat - objavljen u časopisu Nature Communications u siječnju 2014. - otkriva još jedan prilično suptilan mehanizam za interakciju elemenata sustava u fotosintezi. U ovom trenutku - između "klasičnih" kolektivnih vibracija atoma-kromofora, kao rezultat generiranja rezonancije s oscilacijama elektrona, kao i fenomenom izmjene energije, koji je već čisto kvantne prirode.
Iako sve te ideje odražavaju pokušaje rješavanja problema iz različitih kutova, nije previše teško primijetiti da svi od njih definitivno imaju nešto zajedničko. Što više znanstvenika uče o zamršenosti procesa, to se čini da je odgovor na otajstvo fotosinteze skriven u vrlo suptilnoj interakciji poznatih fenomena klasične i kvantne fizike. I premda nitko ne može objasniti zašto je to tako, ali u isto vrijeme „prva velika otkrića” kvantna biologija - to jest, u godinama 2005-2007 - u sasvim drugu polju eksperimentalne fizike postojao je još jedan, sasvim u suglasju i na neki način, također, vrlo važan niz otkrića.
Takva otkrića, koja su također izravno povezana s fizikom oscilacija, također leže jasno na spoju klasične i kvantne fizike. U suštini, to nisu previše sofisticirani pokusi koji nam omogućavaju vizualno i jednostavno - u čisto klasičnom sustavu - pokazati bit i strukturu "potpuno nerazumljivih" fenomena kvantne mehanike sa svojim dualnim valnim valom.
Detaljni prikaz ovog neobičnog smjera najnovijih eksperimentalnih teorijskih studija može se naći u materijalu "Kvantna fizika kakav jest". Pa, ovdje je vrijeme za prelazak na konačni i još malo objasniti kako obećavajuće i uzbudljivo izgleda sada otvorena veza između biologije, kvantne fizike, misteriozna priroda svijesti, pa čak i - to zvuči apsolutno nevjerojatna - skrivena od nas geometriju svemira.
⇡ # Tajne uma u geometriji prostora-vremena
Poznati teorijski fizičar John Archibald Wheeler i njegove vrlo neobične pripreme koje su zvučale u duhu "sve je informacije" daleko su od slučajnog, naravno, privukle su početak ovog pregleda biologije.
Biolozi znanstvenika sada imaju više nego dovoljno dokaza koliko su važni postignuća računalne znanosti i nova otkrića kvantne fizike za njihov nastavak uspjeha. Međutim, posebno je uzbudljivo spajanje svih tih znanosti - na kojima se proučavaju vrlo tajnovite tajne naše svijesti (i koje još nisu ovdje ovdje razmatrane) - zahtijeva poseban i zasebni razmatranje. Predviđajući ovu buduću priču, možemo spomenuti samo dva iznenađujuća rezultata - jedno je sasvim novo, a druga već dobro poznata - što može dati opću ideju o veličini slike koju znanstvenik sada otvara.
Logično je započeti s već poznatom eksperimentalnom činjenicom biologije, jer će tada skala novog otkrića teorijskih fizičara biti bolje razumljiva. U posljednjem desetljeću 20. stoljeća, takozvani mikrotubici citoskeleta bioloških stanica uzrokovali su poseban interes znanstvenika koji se bave interdisciplinarnim istraživanjem. Iako su ove vrlo specifične cilindrične molekule s promjerom od oko 25 nanometara pronađene u gotovo svim stanicama, u mikrobiološkoj znanosti okolnosti su bile takve da su ih znanstvenici otkrili kasnije, a zapravo, moglo bi se reći zbog nesporazuma.
Ispalo je da pri pripremanju uzoraka za elektronski mikroskop, istraživači su uvijek koristili tekućinu koja je otopila proteine koji čine mikrotube. Drugim riječima, važan strukturni element nije uopće ušao u mikroskop. I samo kad su se laboratoriji prebacili na drugo otapalo, u stanicama su pronađene "potpuno nove" strukture, obavljajući, kao što su prvi odlučili, funkcije staničnog kostura. No, uskoro za ovaj "kostur" ispostavilo se daleko od izvanredne stvari. Nakon detaljnije analize strukture, otkriveno je da elementi mikrotubula - tubulini - imaju dva moguća stanja, prebacujući se između njih vrlo brzo u standardima biologije - u nanosekundama. Zapravo, otkrivena je "stanični automat" ili kvantni mikrokomputer, elegantno načinjen od same prirode, s potpuno neshvatljivim ciljevima za čovjeka. Američki liječnik i biolog Stuart Hameroff (Stuart Hameroff) iznio je hipotezu da su u neuronima našeg mozga ta mikrotubeza mjesto gdje se utjelovljuje "kvantna svijest" čovjeka.
Da bi se ideja jasnija, potrebno je podsjetiti na takvu činjenicu. Neprijeporne i ne podliježe pitanje sposobnost osobe za rješavanje „algoritamski Noncomputability” zadatke (tj poslove, u načelu, ne može se riješiti konvencionalnim računalima), to je jedan od najjačih argumenata za činjenicu da je umjetna inteligencija desktop i prirodna inteligencija naših umova rad na temelju radikalno različitih mehanizama. Drugim riječima, u djelima ljudske svijesti, osobito u pojavi intuicije, jasno su vidljivi znakovi "kvantnog računala". To jest, uređaj koji u biti zna unaprijed točan odgovor, jer kada traži optimalno rješenje, istovremeno će ispitati sve mogućnosti.
Ovaj aspekt našeg intelekta naziva se "kvantna svijest". Kako to zapravo radi u mozgu, nitko, naravno, još ne zna. Ali Hamerofova ideja zvučala je "dovoljno ludo da bude ispravna", koju je odmah podržao Roger Penrose, poznati britanski matematičar i teorijski fizičar, poznat i kao jedan od glavnih pristaša koncepta "kvantne svijesti" (možda protivnici te ideje, bit će mnogo više, osobito u kampu programera umjetnih inteligentnih sustava koji su uvjereni da će tradicionalno računalo uskoro nadmašiti ljudsku racionalnost - vidjeti materijal "Igre koje igra Penrose".
Vjerojatno više nije potrebno objasniti da je pristup našem mozgu kao biološko kvantno računalo potpuno u skladu s najnovijim istraživanjima kvantne biologije. To je samo saznati kako neuroni ljudskog mozga tvore koherentni kvantni sustav za rješavanje neizlaganih zadataka - taj će problem biti puno teži nego shvatiti otajstvo fotosinteze.
Ali moguće je da shvatimo tajne mozga i svijest će pomoći potpuno novo otkriće teorijskih fizičara koji su našli izravnu vezu između dviju najtežih pojmova u fizici dvadesetog stoljeća. To se odnosi na fenomen kvantne veze ili "EPR paradoks" (Einstein-Podolsky-Rosen) i pojavu "crvotočina" u svemirskom vremenu ili kratko "most ER" (Einstein-Rosen).
Ukratko, dva vrlo poznata teorijska ljudska fizika, Leonard Susskind i Juan Maldacena, oslanjajući se na nedavni rad drugih istraživača, pokazali su lojalnost nove iznenađujuće jednadžbe "EPR = ER". To jest, pokazalo je