V naši državi se cene energije dvigajo vsakih šest mesecev. In kot nas domača vlada spodbuja, se bo v bližnji prihodnosti nadaljevala stabilnost povečanja stroškov energentov. V takem primeru bo energetski pregled prostorov postal vse bolj priljubljen. Osnova poslovnih idej vsebuje številne rešitve na tem področju. Eden od njih je energetski pregled s termalnim merilnikom.
Za energetski pregled potrebujete le termoizolator in vašo željo. Termična slika je elektronska naprava, ki pretvarja infrardeče sevanje v vidno sliko. Če na primer napravo usmerite na steno zgradbe, se bo na zaslonu pojavila slika, na kateri bodo stenske odseke z različnimi temperaturami prikazani v različnih barvah. Potem lahko slikovno datoteko shranite v datoteko in jo natisnete na barvnem tiskalniku. Vidnost in enostavnost analize območij, kjer pride do uhajanja toplote, so glavne prednosti energetskega pregleda s pomočjo termične merilne naprave.
Metoda energetske revizije se lahko uporablja na naslednjih področjih:
Kršitev izolacije ali slaba kakovost namestitve.
Primer: po montaži hlevske hiše ali kopalne hiše cepijo vse spoje med hlodi. To delo je precej drago in dolgotrajno. Z uporabo termične merilne naprave lahko prepoznate težavna področja in obnovite izolacijo le na teh mestih.
Zagotavljanje požarne varnostne napeljave.
Če so električne žice slabo priključene, pride do povečanega upora na spojih in tam se tam dvigne temperatura s prehodom električnega toka, kar vodi do kratkega stika in požara. Imager lahko v zgodnjih fazah enostavno identificira vsa področja električnega napajanja.
Motnje v prezračevanju in klimatizaciji.
V številnih prostorih deluje dovod in izpušno prezračevanje s slabim delovanjem. To se zgodi najpogosteje, ko je temperaturna razlika večja od 30 0 С med sistemom dovoda in dovoda zraka. V tem primeru bo uporaba termične merilnika hitro in poceni obnovila pravilno delovanje prezračevalnih in klimatskih sistemov.
Pregrevanje delov v mehanskih sistemih.
Ko se obrabijo deli, se trenje med njimi poveča, zaradi česar se delovna temperatura dvigne. Naprava zazna pregrevanje takšnih delov, kar bo pripomoglo k večji škodi mehanični napravi.
Kot je razvidno iz zgornjega seznama, se v številnih primerih povpraševanje po uporabi energetske revizije s termalnim merilnikom povprašuje.
Stroški termične slike se začnejo s 100.000 rublej za najpreprostejše modele. Za začetek podjetja je dovolj za njega. Stroški integrirane energetske revizije, ki vključuje skeniranje prostorov, analizo, generiranje poročil z izpisom slik za Moskvo, znaša 10.000 rubljev. Ta cena velja za prostore do 50 m 2. Za večje predmete je strošek naravno višji. Preprosto je izračunati, da se bo vračilo termične merilnika zgodilo samo v 10 sejah.
5 ur nazaj Članki Komentarji na objavo Zakaj kupiti traktor John Deere 8RT onemogočen
V primerjavi s svojimi zgodnjimi kolegi je traktor John Deere 8RT postal bolj produktiven. To je postalo mogoče, ko se je pojavila večja oprijemljivost. Tudi proizvajalec je delal na podvozju, ga naredil bolj masiven in zaradi tega se je na tla povečala moč. Ampak to ni stisnjeno toliko, kot prej, ker tukaj.
5 ur nazaj Članki Komentarji na objavo Audiobooks za poslovne začetnike so izključeni
Prvi koraki podjetnikov pogosto spremljajo napake, ki lahko vodijo do finančnih izgub. Da bi se temu izognili, se morate veliko naučiti. Knjige v tem so najboljši pomočniki. Dela na področju poslovanja so napisali ljudje, ki so korak za korakom šli v uspeh. V svojih knjigah analizirajo napačne račune, govorijo o skrivnostih njihovega uspeha. Novi podjetniki ne.
7 ur nazaj Koristne informacije Komentarji na objavo Kako izbrati okusno vino. onemogočen
Na predvečer hladnih jesenskih večerov pogosto želim preživeti prijeten večer nad kozarcem lepega vina. Kako kupiti drago vino, od okusa, ki ga lahko dobite z veseljem jesenskega večera? Trgovine z alkoholnimi pijačami ponujajo široko paleto alkoholnih pijač, vključno z vini. Odločili smo se razkriti v tem.
1 dan nazaj Resne odločitve Komentarji na objavo Nepremičnina v Barceloni: kako kupiti vilo na obali? onemogočen
Barcelona je slikovito mesto na mediteranski obali, ki letno pritegne na tisoče turistov z vsega sveta. Prebivalci CISA pogosto obiščejo katalonsko prestolnico in se raje odločijo za druge španske kraje. Treba je opozoriti, da se je v zadnjem času priljubljenost Barcelone močno povečala. Hkrati se povečuje povpraševanje po lokalnih nepremičninah. Posebno zanimanje med državljani Rusije.
1 dan nazaj Resne odločitve Komentarji na objavo Photobuds kot podjetje - nasmeh in val! onemogočen
Po tem, ko so se v Rusiji začele pojavljati foto-kabine, so številni mladi podjetniki imeli zelo resnične možnosti za odprtje donosne dejavnosti. Kljub dejstvu, da tovrstna dejavnost ni velika, mora prav tako pripraviti poslovni načrt. Uspeh podjetja je odvisen od pravilnosti sestave. Kaj morate vedeti.
Pred 1 dnevom Koristne informacije, Članki Komentarji Ponudbe Za otroka invalide izberemo kakovostno pisalno gradivo
Pravilno pripravo otroka za šolo ne kupuje samo potrebnih zalog. Nujno je, da so vaši otroci želeli učiti in se naučiti o svetu. Elementi za uporabo v šoli morajo biti varni in omogočati delo študentov. To je mogoče, če so izdelki potrjeni in odobreni za uporabo s strani Ministrstva za zdravje. Prav tako je smiselno.
2 dni nazaj Koristne informacije Komentarji Ponudbe Knjižice so onemogočene
Knjižice so eno izmed najbolj priljubljenih oglaševalskih "orodij", ki vam omogočajo učinkovito prikazovanje informacij o podjetju in lažno razložite pomembne vidike za občinstvo potencialnih potrošnikov. Papir je najpogostejši medij. Digitalni kolegi, čeprav postopoma nadomeščajo papirne izdelke, vendar v smislu stroškov, knjižice »klasične oblike« ostanejo brez konkurence. Ugodnosti in koristi.
2 dni nazaj Članki Komentarji On Debelina jeklene pločevine je onemogočena
Jeklena pločevina je zelo priljubljen material. Nizka cena, cenovna dostopnost in vsestranskost - vse te lastnosti naredijo jeklene pločevine eno najpogostejših materialov v gradbeništvu. Proizvodnja Glede na vrsto proizvodnje se jeklena pločevina deli na vroče valjane in hladno valjane. Prvi tip vključuje valjanje stanja v vročem stanju. V tej metodi.
Pred 2 dnevi Koristne informacije Komentarji na objavo Kako izbrati onemogočeno bližino vrat
Zanesljivost in trajnost vrat je v veliki meri odvisna od kakovosti opreme. Pomemben element delovanja vhodnih vrat je bližina vrat. Ta praktični in funkcionalni mehanizem je značilen po preprostosti zasnove. Temelji na običajnem vzmetu, pritrjenem v ohišju, napolnjenem s posebnim oljem. Načelo delovanja bližnjih vrat je prav tako precej preprosto. Pri odpiranju mehanizma vrat.
2 dni nazaj Resne odločitve Komentarji o poslovnih knjigah kot poti do uspešne prihodnosti je onemogočen
Svet ljudem nudi veliko priložnosti, vendar pa ne morejo vsi videti poti do uspeha. To pojasnjuje povečano priljubljenost poslovne literature: lažje se je naučiti iz izkušenj drugih, pridobiti znanje, kot da bi se slepo po poti. Zanimive knjige lahko najdete izkušeni podjetnik in navaden študent. Nasveti za začetnike, zgodovina plezanja na vrh.
Predstavljenih je skupaj 725 idej malega gospodarstva o dejanskih idejah za mala podjetja s količino začetne naložbe od 1000 do 19.875.400 rubljev. Veliko predlaganih zamisli so umeščene v študijo izvedljivosti s finančnim modelom. Informacije so priročno strukturirane po področjih in navodilih.
Materiali so predstavljeni v naslednjih oblikah:
Ne, ni enostavno! Zato je za odpiranje podjetja uspešna in zato dobičkonosna, morate vse podrobno izračunati, analizirati svoje prednosti in pomanjkljivosti ter razumeti, na kar ste dobro.
Kratek algoritem za uspešno pot bo videti takole:
In zdaj bomo podrobneje preučili drugo točko, da bi razumeli, kako pravilno izbrati najbolj zahtevano in donosno poslovno idejo.
Posebnost našega portala je, da ne izvajamo monologa, ampak raje - dialog. Če imate vprašanja, lahko vedno najdete podporo tako, da postavite vprašanje na forumu, strokovnjaki pa vam bodo dali odgovore na to.
Druga možnost, da bi našli dobro poslovno idejo, je preučiti franšizne ponudbe. Logika je preprosta: če se prodaja poslovni model, to pomeni, da je verjetno najbolj smiselno. Oglejte si katalog franšiz in si oglejte seznam dejanskih ponudb. Lahko se obrnete na predstavnika in razpravljate o nakupu franšize ali pa preprosto navdihnete, da ustvarite svojo lastno podjetje in zgrabite idejo. Tukaj je nekaj najbolj zanimivih za začetnike z našega vidika.
Čas bralnega branja: 15 minut Ni časa za branje? Ni časa?
V članku o oceni možnosti za spletni projekt, veste, da je ideje težje izvajati kot ustvariti. S tem se ne strinjate? Želite še naprej upravičiti neukrepanje s pomanjkanjem dobre ideje? Ne bo delovalo. Spodaj so zbrane vse trenutno možne ideje spletnega poslovanja. No, skoraj vse. Preberite, izberite, naredite.
Ta članek lahko imenujemo "150...", "300..." ali "100.500 internetnih idej za podjetja". V tem primeru bi morali brati o spletni trgovini z igračami, keramiko in še kakšnimi vrstami blaga. Isto zgodbo se bo ponovilo z mobilnimi aplikacijami, spletnimi stranmi in spletnimi storitvami. S posebnimi splošnimi idejami si lahko sami ugotovite, zato na seznamu praktično ni.
Preizkusite predlagane zamisli in delite svoje izkušnje. Kot ponavadi v komentarjih v članku napišete komentarje, predloge in dodatke. Morda imate nekaj norih, nerealnih in prepričljivih idej za spletno poslovanje? Povej jim.
Storitve "Last mile", logistični sistemi z lahkoto in vakuumskimi vlaki, dostava "na zahtevo", v prtljažniku svojega avtomobila in brez prisotnosti lastnika. Pogledamo, kje gre za dostavno sfero.
Fitnes je področje, ki preprosto zanese na število poslovnih idej in inovacij. Nove oblike in zagon, aplikacije in simulatorji, športna oblačila in pripomočki - v tej zbirki bomo o tem govorili vsem.
Strokovnjaki verjamejo, da bo do leta 2050 količina plastike v oceanih presegla število rib. Zaradi katastrof, ki ogrožajo svet, se vloga okoljskih projektov in novih podjetij hitro povečuje.
Lastniki svetovnih suši palice še vedno iščejo nove načine za privabljanje strank. Leta 2018 so bili v Torontu dostavljeni zvitki na monorail pladnjih, v Osaki pa je bila odprta trgovina s čokolado.
Čevlji so eden od tistih predmetov, na katerih so bili vedno in bodo postavljeni kreativni in znanstveni eksperimenti. Naučimo se, kaj je že leta 2018 presenetilo svet industrije čevljev.
Turistični boom paketi zaganjanja, ki služijo interesom turistov. Leta 2018 v trendu poslovnega modela P2P, integracije blokchain tehnologij, pa tudi povečanja števila luksuznih in gospodarskih storitev.
Meso in ustvarjalnost sta stvari, ki se zdijo nezdružljive, vendar daleč od tega. V tem izboru - poslovne ideje, marketinški premiki in trendi za proizvajalce mesa, lastniki mesnic in restavracij.
Katere nenavadne ideje bi lahko presenetile zobozdravstveno industrijo? Ta zbirka vsebuje 16 poslovnih idej, zagonskih in inovativnih izumov na področju zobozdravstva.
Dejstvo, da "seks prodaja" podjetje ve že skoraj 60 let. Presenetljivo je, da ta trend ni le živ, temveč se aktivno razvija, pojavlja se pred potrošniki v bolj in bolj izpopolnjenih različicah.
Na katero lastniki nakupovalnega centra in nakupovalnih ter zabaviščnih centrov ne bodo šli zaradi povečanega prometa in privabljanja novih strank! Kratek pregled tega, kar je prišlo do nakupovalne umetnosti v središčih Kitajske, Bližnjega vzhoda in Evrope.
Kaj bi danes moralo biti parkov in javnih površin, in kakšni trendi obstajajo v tujini? Zbirali smo primere nestandardnih javnih prostorov, ki jih ljudje resnično všeč.
3D tisk nakita je glavni trend v industriji nakita. V tej smeri nenehno nastajajo zagonska podjetja, izkušena podjetja pa čim prej poskušajo uvesti nove tehnologije v proizvodnjo.
Danes, opravljate pecivo in nimate svojega Instagrama, je preprosto nespodobno. Primeri okusnih strani priljubljenih slaščičarjev in navadnih mame na porodniškem dopustu, ki včasih dajo začetek glave.
Blagovne znamke občasno nas veseli ne le z novimi vodoodpornimi pripomočki, ampak tudi z nestandardno embalažo za njih. "1000 idej" se je odločilo razmišljati o tem, katere proizvode je mogoče prodati in oglaševati v vodi.
Čestitam, imaš hamburger! Oglaševalska agencija Buzzman Paris je naredila zabaven videoposnetek za omrežje Burger King, v katerem francoski par želi zvedeti, kako bo izgledal njihov prvenc.
Domino Pizza je prišla do izvirnega načina spodbujanja najbolj zvestih oboževalcev, tako da jim pošljete 10 delnic v paketu VIP pizza, ki je podoben usnjeni aktovki za papir.
Konkurenca med tujimi šolami je zelo težka, vendar večina nima jasnega pojma in položaja. Našli smo nove načine za izstopanje na trgu.
Predstavljajte si: nova stranka pride v kozmetični salon in vidi celotno steno fotografij. Popolnoma zadovoljni so ljudje - redni kupci salona s prelepimi pričeskami in manikuro.
Z našo pomočjo, boste v vašem mestu odprli spletno trgovino otroškega blaga, lahko kupujete blago od zaupanja vrednih dobaviteljev, sprejmete in izpolnite naročila.
Franšize "Polyglotics" - sposobnost vodenja vašega podjetja na že pripravljeni tehnologiji pod pokroviteljstvom znane blagovne znamke. Center lahko odprete le 30 dni. Zagotovljen dobiček - od 100 tisoč p.
Medicinsko področje je donosno in stabilno poslovanje. Toda začetek poslovanja iz nič na tem področju je težko. Franšize CMD poenostavlja poslovne procese in ponuja dobičkonosen koncept diagnostičnega centra.
Majhna zgodba o edinstveni tehnologiji podjetja WhiteSmile, ki izrecno izraža beljenje belih zob, ki svojim strankam pomaga pritegniti in obdržati stranke.
Z nakupom franšize šole za rojstni kraj boste v 4 mesecih dobili vse potrebno znanje, odprli šolo in začeli zaslužiti.
Odpiranje podjetja je strašljivo. Še posebej, če ni podjetniške izkušnje. Če se bojite investirati v podjetja in stečaj, izberite franšizo. Zdi se, da je bila vloga franšizne osebe izumljena posebej za novega.
Pop-up je oblika, ki z minimalnim proračunom pomaga majhnim podjetjem, da ustreli in se spomnijo na promovirane blagovne znamke. Katere so njegove glavne komponente? Spoznajte pop-up obraz v obraz.
Ecodesign je trend, ki se danes uporablja povsod. Prebivalci večjih mest doživljajo nenadomestljiv hrepenenje po prostoživečih živalih, ki ga podjetje uspešno uporablja.
Podjetje je sprejelo resnično avokadomania. Danes ta trend sadja na zahodu ne zasluži le len. V tem gradivu smo zbrali več kot 30 primerov dobičkonosne uporabe avokada.
Pretvarjanje pomanjkljivosti v vrline je težka artilerija za tiste vrste podjetij, v katerih, kot pravijo, ni enostavno priti skozi. Kako spremeniti standarde in standarde monopolov v prah?
Velika denar in svetovna slava se lahko spuščata v nekaj minutah. Vprašanje ostaja: kje si lahko prizadevate in kako prenesti svojo idejo maskam. Odkrili so junaki tega materiala.
Blagovne znamke in blagovne znamke vse bolj začenjajo ogrožati povprečno osebo. Oglaševanje je postalo splošno dražilno in včasih tudi sami podjetniki poskušajo to zavrniti.
Edinstvena tehnika spremembe trojnega pogleda, ki vam omogoča hitro in natančno premislek o težavi. Idealen za takojšnjo spremembo akcijske strategije.
Tehnike združenj strelovodov, ki jih vodilne svetovne oglaševalske agencije aktivno uporabljajo pri brainstormingu. Ne morete niti predstavljati, kaj si lahko preprosto zamislite tako, da zavračate kritiko.
Dizajner Fernando Abellanas je ustvaril tajni studio, ki visi pod mostom. Delovni prostor je na višini 4 metra in ga je mogoče doseči samo z mobilno platformo.
Projektni studio MZPA je predstavil naslanjača naslanjača Planet, ki ustvarjajo prijeten osebni prostor za delo, prosti čas in ustvarjalnost ter se lahko uporabljajo v sodelovalnih pisarnah in na podeželju.
Georgina Ryland iz Avstralije v svojem telesu črpa zgodbe iz filmov, risank in računalniških iger in dela na Instagramu.
Fotografa iz Litve Neringa Rekashyut je ustvarila nenavadno zgodbo za poročni fotografski projekt. V njej mladoporočenci delujejo kot astronavt iz Zemlje in ženska iz oddaljenega planeta.
Hipstersi so se igrali. Že prej smo prejeli palačinke namesto palačinke, mitolov namesto mehurčkov, barbershop namesto frizerjev. Vse, kar se zdaj pojavlja, ne nudi ničesar novega. bit.ua razmišljal in prišel do sedmih poslovnih idej, ki še niso dosegle post-sovjetskih hipsters, čeprav bi jih morali imeti. Konceptualna raven. Dobiček je zagotovljen.
Se spomniš dobrih starih oljnih tkanin v Vietnamsko torbico? Ozaveščenost blagovne znamke zadostuje, da bi hipster občinstvo dalo drugo življenje. Vzorčne vrečke v letu 2014 morajo biti narejene iz okolju prijaznih materialov, imeli bodo več predelkov + dodaten oddelek za iPad z mehkimi blazinicami. Seveda je Celine že poskusila s torbami in celo plaščem, vendar je bilo preveč glamurozno.
Vaša torbica mora biti težka. Blagovna znamka mora biti organizirana tako, da vsakdo razume: rdeča vrečka je za ženske in modra je za moške. Za popolno sliko je fino rezilo idealno za vrečo za igro (glej spodaj).
Stroški enega playbag: 300 UAH
Minibis lahko poteka po mestu v konkurenci z običajnimi minibusi. Konec koncev, vsak običajni hipster ima dni, ko ne želite voziti svojega avtomobila ali se jemljete v avto, morate uporabiti javni prevoz z voznikom, ki ga povzroča kajenje, in voznik za kajenje v stolpcih.
V mini busu bo vse drugače. Voznik bo nosil majico s kratkimi rokavi. Iz zvočnikov - samo Arcade Fire, National in Wampire Weekend. No, flota sestavlja izključno retro Volkswagen.
Fare: 10 UAH
Vsi ljubijo meso. Ampak danes, vsak izdelek je črpal s ton smeti. Zato je trgovina z orožjem zagotovo stvar. Če je to zelo posplošeno, potem trgovinah s prigrizki zamenjajo trgovino s klobasami ali supermarketom.
Ampak klobasa je naravno okolju prijazna. Poleg tega bodo v trgovinah s prigrizki prodane veganske klobase. Obstaja več vrst: od pasivnega špinača, iz brokolija in soje ali iz leče. Bifeji (števec za kosilo) bodo delali tudi v trgovinah za prigrizke, kjer lahko jedo sveže pripravljen hamburger z vegansko klobaso.
Veganska klobasa: od 77 UAH / kg
Okolju prijazna klobasa: od 77 UAH / kg
Se spomniš najbolj čudnega, prepovedanega in privlačnega užitka vsake post sovjetske osebe? Da, si se dobro spomnil. Seveda je to majica s kratkimi rokavi ali majica s kratkimi rokavi (moška majica je morda še boljša, saj je še več mrežnega očesa).
Moški torso v telovnik z očesom takoj postanejo ekstravagantni. Za žensko mrežo garderobe - in nekaj, kar se dogaja divje. In na koncu, hipsterski prinesli življenje več kot en čuden kos oblačil in dodatkov. Naslednja beseda za mrežo. Lahko združite ribjo mrežo in pulover, potem bo mreža pokrivala celoten trup.
Postavite na svojo blagovno znamko ribe, postavite na ramo za playbag - pozornost drugih je zagotovljena.
Cena: 40 USD (če naročite na Amazon)
Kaj so včeraj včeraj, jutri bodo palčke. Očitno je. Če so mesne kroglice pretvorili v mitbola, milkshake v vratu, piškote v keksih, potem je na liniji cmokov temelj kamnolomih jedi. Poleg tega ima nova generacija priložnost brez primere, da bi dobre stare pelene razumljive za sodobnega potrošnika. Da bi to naredili, bodo cmoki vsebovali različna polnila: feta, sir Philadelphia, ingver, sadni parfait in seveda naravni jogurt. Meso v krčmi poteka iz trgovine s prigrizki.
Cena: od 15 UAH / kos
Urbana gastronomska kultura je vzbudila veliko zanimivih krajev, toda zgolj smrtnik, ki želi večerjati kosilo, ima v njih težko časa. Zlasti za to lahko ustvarite jedilnico - analog sovjetske jedilnice. Vse je tako preprosto in hitro, brez možnosti, in ne cenejše, in veliko ceneje kot v navadnih restavracijah in kavarnah.
Natakarice parodijo uslužbence sovjetskih kantinih predmetov garderobe. Beli predpasniki soobstajajo s podjetjem s kapuco. V meniju ni nič nepričakovano, le klasični klasični hipster: palačinke, piškote, melišča, peciva. V notranjosti - sovjetska preteklost v razlagi znanih ukrajinskih oblikovalci.
Povprečni račun: 70-100 UAH
Moderni mestni človek ljubi dostavo hrane. Horde azijske hrane, pice, burgerje in druge prigrizke že delajo po mestu. Čas je, da naredimo nekaj resnično konceptualnega, medtem ko se približujemo trenutnim nacionalnim temam.
Naš adut je mast. Natančneje - maščobo, če je pravilno izraženo. To je eden od najtežjih poslovnih segmentov, saj bo moral tesno sodelovati s proizvajalci svinjine in zagotoviti, da se prašiči pravilno hranijo. V svoji prehrani obstajajo samo ekološke zelenjave in zelišča, kot so zelena, cikorija, komarček itd. Po nekaj mesecih te prehrane prašič postane nor, kar pozitivno vpliva na kakovost masti.
Naročilo je v podjetju stilizirana embalaža iz reciklirane okolju prijazne lepenke.
Cena: 120 UAH / kg
Masti se lahko razdelijo - majhne degustacijske masti z različnimi okusi, začimbami itd.
Na stičišču biologije, računalništva in kvantne fizike v zadnjih letih je prišlo do vrsto pomembnih dosežkov. Ko se med seboj obravnavajo, interdisciplinarna odkritja in uspehi obljubljajo revolucionarne spremembe na vseh sosednjih območjih, pa tudi v splošnem razumevanju narave, ki ga človek in sam...
Vse je informacije
Eden od patrijarhov teoretske fizike v 20. stoletju, John Archibald Wheeler (1911-2008), je živel nenavadno dolgo in plodno življenje. Lahko rečemo, da je bilo življenje polno neverjetnih znanstvenih spoznanj, iger z velikimi idejami in tesnimi znanci z mnogimi izjemnimi znanstveniki iz različnih zgodovinskih obdobij.
V svoji mladosti je Wheeler imel dovolj sreče, da je delal pod vodstvom očeta kvantne fizike, Niels Bohr. V prihodnjih letih je sam moral večkrat postati mentor za več generacij znanstvenikov, znan po resnično vrhunskih dosežkih sveta.
Dovolj je omeniti, da so med diplomanti, ki so pripravili svoje disertacije pod vodstvom Johna Wheelerja, oče kvantne elektrodinamike, Richard Feynman (1930-40), oče koncepta večdimenzionalne ali multiverse, Hugh Everett (1950-ih), oče informacijsko-teoretskega pristopa do črnih lukenj Jacob Beckenstein (1970), oče kvantnega računalništva, David Deutsch (1980).
(Vsi ti "očetje" velikih teorij seveda niso bili edini v svoji vrsti, vendar pa seznam imen sam po sebi odraža gostoto teh "polj in fontanov" znanstvene ustvarjalnosti, ki je bila vedno značilna za Wheelerja in njegovega kroga.)
Če govorimo o osebnem prispevku znanstvenika k svetovni znanosti, potem so najbolj znani njegovi otroci dobro znani izrazi "črne luknje" in "črvine" (črvine). Za razliko od njegovih uglednejših študentov, kot je dobitnik Nobelovega nagrajenca Feynman, John Wheeler morda ni postal prednik novih in široko uveljavljenih smeri v fiziki, vendar je v zgodovini znanosti ostal trdno zahvaljujoč pametno globokim idejam in natančnim izrazom.
Eden od njegovih najbolj znanih aforizmov v kompaktnem angleškem izvirniku zveni kot It from bit, ki ga morate prevesti v rusko z manj spektakularnim izrazom, kot je "Vse je sestavljeno iz bitov". Da bi razjasnili globoko bistvo te ideje, lahko navedete naslednje citate iz kasnejših besedil Wheelerja:
V prvem obdobju mojega življenja v fiziki me je ujela ideja, da je "vse na svetu delec". V drugem obdobju, od zgodnjih petdesetih let prejšnjega stoletja, sem začel držati pogleda na svet, ki ga sestavljajo polja. No, zdaj (devetdesetih let) sem ujeta v novi ideji "vse je informacija"... (Wheeler J.A., 1998, "Geons, Black Holes Quantum Foam: življenje v fiziki. " W.W. Norton Družba.)
"Vse od bitja" (To iz bitja) simbolizira idejo, da vsak predmet in dogodek fizičnega sveta temelji na - v večini primerov v zelo globokem smislu - na nematerialni vir in razlago; na kratko, da so vsi fizični subjekti v osnovi informacijsko-teoretični... (John A. Wheeler, 1990, "Informacije, fizika, kvant: iskanje povezav" v W. Zureku (ur.) "Kompleksnost, entropija in Fizika informacij. "Addison-Wesley.)
Celotna preambula glavnega besedila članka, posvečena precej drugačnim, na splošno stvari, je bila potrebna za živahno predstavitev ene poti, na katero se zdaj zbližujejo tako imenovane, na videz znanstvene discipline, kot so teoretična fizika in čisto praktična biologija.
Za informacijsko-teoretične osnove biologije, ki je komaj skrivnost za vsakogar, so znanstveniki raziskovali in razumeli, saj je bila struktura DNA odkrita v 50-ih letih prejšnjega stoletja. Ker je bistvo te konstrukcije dešifriralo, so biologi seveda prišli do zaključka, da obdelava informacij - njegovo shranjevanje, kopiranje, distribucija in modifikacija - predstavljajo temelj temelj življenja in razvoja organizmov.
Veliki podatki za biologijo
Zelo poseben izraz, ki označuje posebnosti trenutne faze v zgodovini človeškega razvoja, je izraz Big Data ali »Big Data« (na kratko DB). Posebnosti baze podatkov so povečana vloga digitalnih informacijskih tehnologij, ki na ta ali drug način nujno vplivajo na procese, ki so osnova za raziskave, infrastrukturo in ekonomijo.
To se brez pretiravanja univerzalno "trend DB" zdaj jasno kaže na številnih različnih področjih - od komunikacijskih sistemov in upravljanja proizvodnje do finančne in bančne sfere, dela vohunskih posebnih storitev, filmske industrije in druge zabave. In seveda, na čelu znanosti.
Natančneje za biologijo je bila nekakšna osebna opredelitev "kako je DB era prišla v naše življenje", delo zaporedja - to je, popolno dekodiranje - genomov bioloških organizmov, od ljudi do najmanjših bakterij in drugih enoceličnih organizmov.
Pred dvanajstimi leti, ko so znanstveniki šele začeli zaporedje človeškega genoma, se je ta naloga po svoji lestvici štela kot eden od najdražjih in ambicioznejših projektov, ki so se kdaj zgodili v zgodovini znanosti.
Ker je večino tega dela opravljalo samo nekaj velikih centrov za zaporedje na planetu, se lahko taka oprema, "genomski sekvencatorji", primerja z ogromnimi (in izjemno dragimi) pospeševalniki-kolajniki eksperimentalne fizike delcev.
Ampak potem, približno 5-6 let, je bil resničen preboj v tehnologiji za sekvenciranje DNA. Dejansko so stroški opreme začeli tako hitro padati, da se je zmanjšanje stroškov sekvenčnikov začelo pojavljati še hitreje kot padec cen računalniških čipov, ki so nenehno povečevali njihovo zmogljivost.
V skladu s tem, ko so se stroški tehnologije zmanjšali, bi številni laboratoriji lahko privoščili nakup lastnega genomskega sekvenčnika (in pogosto ne enega). Torej do zdaj je na svetu že več kot 1000 zaporednih centrov z vsaj enim takim orodjem. No, v nekaterih, še posebej ne-revnih laboratorijih, je sekvenčni rezultat že v stotinah.
Tudi v skladu s temi številkami si lahko predstavljamo hitro hitrost, s katero so se po tem začele rasti genomskih informacij, ki zahtevajo, poleg "preprostega" dekodiranja, veliko globlje analize in razumevanje. Ne samo, veliko tisočih človeških genomov, temveč tudi tisoče drugih raznovrstnih organizmov, vključno z živalmi, rastlinami in mikrobi, je že bilo dešifrirano do zadnjega gena.
Skupaj z vsemi temi impresivno, brez dvoma, rezultati so prav tako hitro rastoče in težke težave. Poleg tega so ti problemi kvantitativni in kvalitativni.
Na preprostejšo, količinsko komponento lahko tako rečete. Kot mnogi, verjetno že v teku, ima genom vsakega človeka približno 3 milijarde baznih parov (osnova je črka v kodi DNA), ki tvori okoli 20.000 naših genov. To se morda zdi čudno zunanjim, človeški genom je veliko enostavnejši od bistveno bolj zapletenega genom teh mikroorganizmov, ki živijo v človeškem telesu. Mikrobi imajo v svojem genomu 100 milijard baz in milijone genov.
Torej, če lahko človeški genom enostavno zapišemo na enem samem DVD-ju, potem daleč od preprostih težav začnemo z zbirkami genomov "preprostejših" bitij. Tudi za osnovno shranjevanje in akumulacijo (brez analitike) zbirk dekodiranih genomov tistih mikroorganizmov, ki živijo v naših telesih, v oceanu, v tleh in povsod na planetu, potrebujemo zelo impresivne skladiščne podatke.
Javna podatkovna banka s podobnimi genomi zdaj meri akumulacije s petabajti - to je milijoni gigabajtov. V skupnem smislu vsi biologi na svetu zdaj letno izdajo okoli petabajtov novih genetskih podatkov. Če bi nekdo želel dati te podatke tudi na običajne DVD-je, bi lahko nastali disk stožčast v višini več kot 4 km.
In vse to je čas za poudarjanje, se nanaša samo na podatke, pridobljene v postopku zaporedja DNK. Toda biologija ni dosegla samo revolucionarnega napredka v genomiki, temveč tudi manj pomembnih rezultatov na drugih visokotehnoloških področjih, kot so napredne tehnologije za pridobivanje slik z visoko resolucijo (računalniška tomografija, elektronska mikroskopija in tako naprej).
Z drugimi besedami, znanstveniki biologi zdaj ustvarjajo podatke ne le s hitrostmi drobljenja, pač pa tudi v mislih. In to pomeni, da se je biologija znanosti, ki se je pred 10 leti v celoti spopadala s pretokom svojih znanstvenih podatkov, zdaj zelo hitro našla v položaju, v katerem raziskovalci dejansko ne morejo več izolirati in razumevati dragocenih informacij, ki so jim nenadoma postale dostopne v neverjetnih velikanskih volumnih. (Mnogi izmed neposrednih udeležencev v postopku iskreno oblikujejo bistvo situacije pri približno teh besedah: "Ko pogledamo biološke podatke, sploh ne vemo točno, kaj sploh gledamo").
To je pravzaprav "kvalitativna" stran temeljnih problemov z velikimi podatki v biologiji. Za boljše razumevanje njene lestvice je zaželeno razumeti, da je daleč od tega, da ne preučuje človeškega genoma in oblaka mikrobov in bakterij, ki nenehno naseljujejo (število je desetkrat večje od števila dejanskih človeških celic).
Hkrati se morajo biologi lotiti velikega števila drugih pomembnih projektov z veliko obdelavo podatkov. To vključuje prizadevanja za analizo genomov številnih vrst raka in kartiranje človeških možganov in še veliko več, bistvenega pomena za naše preživetje, kot je razvoj boljših biogoriv in močnih žit. Niso vsi slišali o tem, vendar je tudi genom tako pomembne kulture kot pšenica več kot petkrat večji od človeškega genoma. In vsebuje šest kopij vsakega kromosoma - v primerjavi z našimi dvema.
Jasno je, da celo tiste, ki ležijo na površju, dejstva dajejo zelo močan razlog resnega razmišljanja o človeški naravi. Kaj pomeni ta očarljiva razhajanja - ko ima "krošnja narave" Homo Sapiensa skoraj najpreprostejšo strukturo DNA med vsemi okoliškimi organizmi? Konec koncev je jasno, da je to zelo čuden paradoks, kar pomeni, da je zagotovo nekaj zelo zanimiva skrivnost o naši strukturi in izvoru. Ampak žal, znanost o biologiji sploh ni odvisna od tega.
Seveda med znanstveniki obstaja razumevanje, da se titanska prizadevanja za zbiranje Big Data letno in vsakodnevno ustvarjajo taki nizi informacij, da znanost preprosto nima časa za prebavo. Toda čeprav podatki, ki so že na voljo v akumulaciji, niso pravilno razumljeni in niso jasno razumljeni, glavni denarni tokovi v znanosti prinašajo financiranje projektov, ki ustvarjajo vedno bolj impresivne matrike novih informacij. Kot navidezni sodelujoči komentirajo to situacijo: "To je veliko lažje storiti, kar že delaš - in v vedno večjem obsegu, namesto da poskušaš kritično razumeti, kaj je bilo doseženo in vprašati globlje vprašanje".
M # Močna varnost s svetlimi možnostmi
Seveda, kar je bilo povedano zgoraj, sploh ne pomeni, da v sodobni biologiji ni dovolj ljudi, ki se trudijo spoprijeti z resnično globokimi uganki, ki so bistveno pomembne za človeško razumevanje divjih živali. Takšne raziskave potekajo v več različnih smereh, vendar bi rad podrobneje opisal eno od njih, ki je še posebej tesno povezan z informacijsko tehnologijo. Z vložitvijo biologa Dennisa Brayja se ta trend pogosto imenuje Wetware, to je "mokra programska oprema" - po analogiji s strojno opremo (strojno opremo) in programsko opremo (programsko opremo) programske opreme računalnikov.
To je ime najbolj znane knjige Bray - "Wet provision. Računalnik v vseh živih celicah "(Wetware: računalnik v vsaki življenjski celici, avtor Dennis Bray, 2009). Na splošno je to eno najuspešnejših del, kjer je bistvo najnovejših odkritij biologije jasno in v dostopni obliki. Ali pa, če je malo bolj specifična, se pokaže, da je notranja kemija živih celic pravzaprav in v obliki neprekinjenega izračuna.
Na prvih straneh te knjige so bralci predstavljeni najpreprostejšemu mikroorganizmu, amebi. Čeprav je to samo enocelična stvaritev, je popolnoma sposobna samostojno "plaziti" ali se premikati iz enega kraja v drugega, loviti hrano, reagirati na zunanje dražljaje, kot so svetloba, zvok in vonj. In vse to je treba poudariti, da je postalo bitje, ki nima samo mišic, ampak tudi živčnega sistema. Že dolgo časa biologi niso imeli odgovorov na celo najosnovnejše vprašanje v zvezi s tem: kako je to sploh mogoče?
Ker so bili molekularni ravni preučevani enocelični organizmi, so se začeli pojavljati zadovoljivi odgovori na takšna vprašanja. Naslednje strani knjige Bray kažejo, kako različne molekule beljakovin - s posebnim primerom amoebe - z medsebojnim interakcijo lahko uporabimo za izvajanje vseh vrst funkcij bitij.
Zlasti za prepoznavanje zunanjih dražljajev, opravljanje "izračunov" na njih in odločitev tipa "do". Nato prikazuje, kako vse te stvari povzročajo, da se ameba premakne v "želeno" smer. In tako naprej po točki.
Na podlagi podobnih in progresivno bolj izpopolnjenih evolucijskih modelov Dennis Bray opisuje, kako bi se te strukture lahko pojavile na najbolj primitivni ravni in se nato razvijale sčasoma. V jedru, kot kaže avtor, so vse žive celice zgrajene na podlagi molekularnih shem, ki izvajajo logične operacije. V bistvu, tako kot elektronske naprave, vendar samo s pomočjo edinstvenih značilnosti tekoče molekularne strukture.
Glavna ideja knjige Bray se lahko izrazi kot sledi. Računalniški tekoči medij celic zagotavlja osnovo vseh značilnosti živih sistemov. Organizmom omogoča, da v svoji notranji strukturi ustvarjajo podobo okoliškega sveta, ki je odgovorna za njihovo prilagodljivost in sposobnost odziva na svet in za splošno racionalnost njihovega vedenja. Nadalje razvija isti evolucijski model, avtor opisuje, kako lahko kolonije enoceličnih bitij (nekateri od njih, kot so amoebi, z jedrom, drugi - tudi brez jedra, kot so bakterije) lahko skupaj uresničijo »kolektivni občutek«. In to jim omogoča, da identificirajo prisotnost drugih bitij podobne vrste in - še pomembneje - ugotoviti, koliko jih je (nekaj, veliko, zelo veliko).
Potem sledi naraven prehod na upoštevanje enostavnih večceličnih organizmov. Ob poti se odkrije, kako različne celice tvorijo sposobnost telesa, da komunicirajo drug z drugim. Postopno otežuje sliko, avtor sčasoma pristopa k napravi tako zapletenega bitja kot osebe, katere telo je sestavljeno iz mnogih in mnogih trilij zelo različnih celic, ki nenehno medsebojno komunicirajo.
Seveda je bolj zapletena celovita slika, manj raziskovalcev se lahko zanesemo na trdna, zanesljivo utemeljena dejstva in vedno bolj se morajo sklicevati na pravilnost njihovih hipotez.
Toda, kako lahko, se občutno napredovanje biologov v širši smeri Wetware zdaj čuti nenehno. Vztrajen interdisciplinarni izraz Bio-Inspired Computing, to je »Inspired by Biology Computations« in vedno večje število mednarodnih konferenc in seminarjev pod imeni »Inspired by Biology Computing in Communications«, »Inspired by Biology, Integrated Computer Nano Circuits«, "Aplikacije, ki jih navdihuje računalništvo biologije" in tako naprej.
Eden od najbolj zagotovo izjemnih primerov uporabe koncepta Wetware v praksi je podan z naslednjim specifičnim razvojem za mikrobiologijo in imunologijo, to je za območje, kjer se proučujejo razmerja med mikrobi in zdravjem in kjer je temeljito novo raziskovalno orodje, ki predstavlja nepredstavljivo sredstva za upravljanje mikrobov. V bistvu je to orodje računalnik, ne pa običajen aparat, izdelan iz silicija, kovine in plastike. Ta računalnik je izdelan neposredno iz molekul DNA, RNK in encimov (encimov), ki se nahajajo znotraj ene živih celic.
Biološki mikroračunalnik je zamisel Drewa Endyja, izrednega profesorja bioinženjeringa na Univerzi Sanford. V treh znanstvenih člankah, objavljenih zaporedoma v obdobju 13 mesecev v letih 2012 in 2013, sta Andyja in ekipa raziskovalcev v njegovem laboratoriju pokazala skoraj fantastično stvar - kot običajna živa celica, jo lahko spremenite v nadzorovan večfunkcijski računalnik.
Z uporabo standardne tehnologije genetskega inženirstva so znanstveniki pokazali, da lahko E. Coli, glavno delovno silo mikrobiologov, postanejo poslušni stroj, ki lahko opravlja osnovne računalniške funkcije: logične operacije, shranjevanje podatkov, prenos podatkov. Poleg tega so avtorji tudi dokazali, da njihove metode uspešno delujejo s katero koli drugo vrsto živih celic, in ne samo z bakterijo določene vrste.
To ne pomeni, da je bilo to delo največji in resnično revolucionarni dosežek sodobnega bioinžiniranja. Druge skupine raziskovalcev in prej so dosegle podobne rezultate pri načrtovanju celic. Vendar pa sistem Andyja in njegove ekipe ima v primerjavi z njimi eno veliko in nesporno prednost - zmožnost razširitve signala informacijskega toka.
Funkcija dobička je tisto, kar naredi ta sistem še posebej zanimiv in obetaven. Lahko rečemo, da je izvajanje te stvari v celici enakovredno pojavu tranzistorjev v elektronski opremi. Ali drugače, to je tisto, kar naredi Andyjev biomolekularni računalnik resnično uporaben v praksi.
Posebno priznanje tega dejstva je dejstvo, da je Journal of Biological Engineering (Journal of Biological Engineering) priznal enega od treh člankov Andyja in ekipe, Engineered cell-cell communication preko sporočil DNA, kot najboljšo objavo leta.
Kljub temu, da bi govorili o napredku biokomparov, je zaželeno takoj poudariti eno pomembno detajl. Kot je običajno v računalniškem okolju, je med najpomembnejšimi parametri katere koli računalniške naprave hitrost. Vendar področje biologije v tem pogledu za tradicionalne silicijeve sekance doslej ne predstavlja nobene konkurenčne alternative.
Kot sam izumitelj, Drew Andy, pojasnjuje stanje: "Mikrobiološki procesor deluje na časovni lestvici reda milihertza. To pomeni, da se tukaj tukaj izvede en cikel izračunov približno vsakih 1000 sekund ali približno štirikrat na uro. V biologiji pa ta dejavnik ni vedno pomemben. Tukaj in počasi je lahko lepa. »Kakšne odlične rezultate so mišljene, lahko razložite takšne primere iz življenja.
Sam koncept biološkega računalnika odpira vrsto raziskovalnih smernic, o katerih še nismo pomislili. Na primer, mikrobi so zdaj lahko zasnovani tako, da ciljajo, recimo rak, in nato nemudoma označijo prizadete celice s fluorescentnimi označevalci za lažjo identifikacijo.
Druge celice se lahko programirajo tako, da zaznajo tako označena območja in jim priskrbijo potrebne farmacevtske izdelke - z natančno natančnostjo - ki jih sami proizvedejo na kraju samem. Načeloma je situacija, v kateri biološki računalniki lahko celo reprogramirajo rakave celice v času, da bi izklopili njihovo rast, videti realistična.
Vendar pa je za zdaj stanje v biologiji celotna slika bistveno drugačna. In večina biologov praviloma slabo razume bistvo in pomen dela, opravljenega pri raziskavah Andyja in njegove ekipe. Primarna reakcija običajno zveni nekaj takega: "Ohhh. Vendar to sploh ni tako, kot se dogaja v biologiji. "
In to je resnično res. Inženirski pristopi te ekipe se v bistvu zrušijo za gradnjo računalnika, ki je bolj znan od molekularnih komponent, ki so prisotne v živi celici bakterije. In biologi večinoma še vedno niso popolnoma navdušeni nad razmišljanjem o svojem področju kot inženirji.
Da bi bil jasnejši, kaj je biološki računalnik razvit v Andyjevem laboratoriju, je smiselno, da se malo bolj seznanite z napravo tega "računskega organizma". Najlažji način za to pa je po komponenti: kako natančno shranjujete podatke, logične operacije, prenos in ojačanje informacij.
Ključ do izvajanja biokompatibilnosti v celici je, da mikroba proizvaja specifične beljakovinske katalizatorje, za nekatere zgodovinske nesporazume pa je imenovala dve različni besedi, ki pomenita isto stvar. V naši biologiji je izraz "encimi" priljubljen po latinskem izvoru, v angleščini pa izraz "encimi" govori v grščini. V vseh drugih državah - glede na zgodovinsko uveljavljeno tradicijo. Z vidika informacijske tehnologije so encimi v celici še posebej pomembni, saj uporabljajo "pomnilnik" in nadzorujejo proces branja informacij.
MEMORIJA. Najprej - v kronologiji ustvarjanja - iz računalniških komponent, ki so omogočile prilagoditev celice za zanesljivo shranjevanje podatkov. Da bi rešili ta problem, so raziskovalci obvladali jasno shemo interakcije med dvema encima, ki - ko delajo skupaj - lahko zelo natančno obdelajo želeni fragment v zaporedju DNA, s čimer se konec označevalca fragmenta premakne na en konec ali na drugega. Z drugimi besedami, encimi nakazujejo, v kateri smeri je treba branje podenote (kjer je njen konec).
Zdaj, ko se zgodi proces navadnega branja DNA, branje določenega fragmenta pa poteka v eni smeri, lahko ta delček štejemo za "nič". Če je odčitavanje v nasprotni smeri, potem se ta usmeritev, skladno s tem, začne z imenom »enota«. Zahvaljujoč temu pristopu, DNA molekula, poleg svoje glavne funkcije v celici, postane tudi repozitorij "biotehnoloških bitov", ki ga potrebujejo znanstveniki.
Tako kot pri nizki hitrosti biokompjuterja, na ta način urejeno shranjevanje podatkov ne more imeti velike zmogljivosti pomnilnika. Vendar pa v rokah ljudi, ki razumejo, kaj počnejo in zakaj, tudi skromni parametri sistema omogočajo ustvarjanje izjemno zmogljivih orodij.
Zlasti z razvijanjem te metode je skupina Andy razvila pameten način za pridobivanje "svojih" podatkov iz celice, ki ne zahteva dolgotrajnega zaporedja DNK. Z uporabo inženirskih metod so znanstveniki naredili svetlobo mikrobov z različnimi barvami pod ultravijolično svetlobo, odvisno od smeri bitnih spominskih točk.
Če fragment DNA zahteva branje v eni smeri, potem mikroba sveti rdeče. Če je "informativni sektor" usmerjen v drugi smeri, mikroba sveti zeleno. Zahvaljujoč temu pristopu je branje podatkov tako preprosto kot ultravijolično osvetljevanje mikrobov.
Da bi bilo jasno, kako se zdi izvajanje te tehnologije v življenju, si lahko predstavljamo mikrobo, ki je programirana za prepoznavanje značilnega kemijskega podpisa za rak na črevesju. Pacient, ki opravlja preizkus, jemlje tekočino s tekočino, ki vsebuje milijon ali en izvod tega posebej programiranega mikroba. In takoj, ko vstopijo v črevesje, se kateri koli mikrobi, ki naleti na podpis raka, sproži detektor in proizvaja posebne encime, potrebne za premikanje bitnega pomnilnika.
Torej, ko mikrobi v svojem naravnem gibanju skozi črevo zapustijo telo, jih lahko raziskovalci osvetljujejo po izpustu z ultravijolično svetlobo in takoj ugotovijo, ali se rak nahaja v notranjosti pacienta ali ne.
PRENOS INFORMACIJ. Ko so rešili nalogo shranjevanja podatkov (ki so se izkazali za najtežje in zahtevnejše tri leta raziskav za zanesljivo izvajanje), sta Andy in njegova ekipa razvila metodo za prenos podatkov med celicami. Njihova tehnologija dobesedno temelji na načelih širjenja virusa in uporablja neškodljiv virus, imenovan M13, ki tiho parazitizira bakterije in hrani svoje življenje »s tem, kar hiše pošiljajo«. Ena od faz v življenju M13 je oddajanje njegovega genom na druge celice. Tehnično se to imenuje "stopnja okužbe". No, Andyova ekipa je ta mehanizem spremenila v nekaj podobnega kot biološko oddajanje Wi-Fi, ki lahko prenaša skoraj vsako sekvenco DNA med celicami.
V nekem smislu se lahko ta tehnologija imenuje genetski trik. Običajno okužba z M13 deluje kot zapiranje lastne DNA virusa v kratko genetsko zaporedje - nekaj kot "genetska premisa". In da bi sporočilo posredovali inženirjem, je vse, kar se zahteva od mikrobov, dodati v obliki tega pakirnega zaporedja. In potem M13 pošlje paket zunaj, na druge sosednje mikrobe, ne da bi vedel, da sporočilo znotraj paketa sploh ni njegova lastna DNA. Dejansko so bioenergetiki uporabili tehnologijo parazitov v zvezi s samim parazitom. Posledično je bilo mogoče pošiljati kakršna koli genska sporočila med celicami (deset tisoč znakov) in to selektivno storiti - s pošiljanjem specifičnih genskih kod določenim celicam v kompleksni mikrobiološki skupnosti.
Do sedaj imajo raziskovalci sredstva za nadzor obnašanja ne samo ene mikrobe, temveč tudi celotne celične populacije. Na primer, celice, preoblikovane v inženiringu s komunikacijami na osnovi M13, lahko programirate za dosleden začetek rasti ali, nasprotno, za zaustavitev rasti, za združevanje v grozde ali, nasprotno, za širjenje v različnih smereh. Za življenje primera takšnega dela biokemijonov lahko predstavljamo situacijo, v kateri bi nekateri mikrobi, ki živijo v človeškem telesu, lahko samodejno vključevali proizvodnjo insulina v masnih količinah takoj, ko je sladkor odkril v telesu diabetike.
LOGIČNA OPERACIJA. Kronološko je bila zadnja funkcija, ki jo je Andyova ekipa izvajala v celicah, binarna ali logična logika, na podlagi katere dela večina sodobnih računalnikov. Po dolgi tradiciji je bistvo dela binarne logike izraženo v jeziku vodnih ventilov. Enota je "resnica" ali DA. Nič je "false" ali NE. Odgovor DA - ventil je odprt, elektroni tok. Odgovor NO - ventil je zaprt, elektroni ne tečejo. Z delovanjem samo z dvema od teh držav binarni računalniki lahko opravljajo vse naloge, s katerimi so trenutno zasedeni.
Z izvajanjem tega logičnega konstrukta v živi celici so raziskovalci pokazali, da so možnosti za logiko v biologiji enake kot v elektroniki. Edina razlika je v tem, da se v biokomputeru silikonske kapice zamenjajo z genskimi vrati, ki se odpirajo in zapirajo na podoben način, da omogočajo ali blokirajo tok informacij. Toda le namesto nosilcev elektronov v tem primeru je pretok zagotovljena s snovjo encimov, ki potujejo vzdolž DNA drog. Odgovor je DA - encimski tokovi. Odgovor je NO - encim ne teče. Pri razvoju te smeri je skupina Andy pokazala, da je na podlagi molekularnih genskih orodij mogoče zanesljivo uresničiti biološke ekvivalente za vse glavne logične vmesnike elektronskih računalnikov - operacije AND, XOR in tako naprej.
ALARM STRENGTH. Biokompjuter začne odkriti svoj resnično ogromen potencial le, če je v njej mogoče združiti funkcije logike in prenosa podatkov. No, "biološki tranzistor" lahko zelo majhen znesek informacij v zelo pomemben pretok podatkov. V elektroniki je ta transformacija znana kot ojačenje signala.
Z elektronskim ojačanjem signala je mogoče opozoriti, da je zelo majhna sprememba toka dovolj, da odprete ali zaprete ventil, ki nadzira velike tokove elektronov. Biološki tranzistor, ki ga je bioenergija imenoval "transkriptor", v bistvu ista stvar. Majhne spremembe v izrazu za gen lahko povzročijo zelo velike spremembe v vedenju celice.
Elektronski tranzistor je bil v preteklosti zasnovan in ustvarjen kot rešitev za zelo specifičen problem ojačenja signala - kot učinkovita zamenjava za zelo zanesljive vakuumske cevi v relejnih telefonskih klicih na dolge razdalje. Znano je, da električni signali izginejo, ko potujejo. S pomnoževanjem razpadajočega signala s tranzistorji - ali signalni ojačevalniki - postane možno, da ga prenesejo na velikanske razdalje. Z inženirskega vidika biološki sistemi tukaj v osnovi niso drugačni. In zahvaljujoč transkripcijam, se lahko sedaj genetski signali povečajo - ko se premikajo skozi celične skupnosti. Tehnično, to zagotavlja usklajene ukrepe za zelo velike celične sisteme.
Kot smo že opozorili, je glede na najtežje izračune v človeškem telesu in na njegovi površini približno enkrat več enoceličnih mikrobov in bakterij, kot pa vse ostale celice našega telesa. Bogati računalniški potencial mikrobov in bakterij, ki nas naseljujejo, zdaj šele začenjajo raziskovati raziskovalci.
Kot vidijo Andy in njegovi sodelavci, je dolgoročni cilj takšnega dela, da biologijo olajša inženiring. In čim več ljudi bo delalo na tem področju, bolj oprijemljiv bo uspeh. Za spodbujanje raziskav v tej smeri je znanstvenik ustanovil javno dobrodelno ustanovo, Fundacijo BioBricks, in razvil poseben sporazum, javni sporazum BioBrick, za olajšanje prostega razvoja in uporabe genskih biokemij za vsakogar.
Precej uradno je Andy prenesel svoje transkriptorje in biološke logike v javni prostor - prek javnega sporazuma BioBrick. To pomeni, da lahko katera koli oseba prosto uporablja te tehnologije po lastni presoji. Podobna izjava znanstvenikov o "biološkem internetu M13" je v postopku objavljanja. Edini del biokompjuterske tehnologije, ki sta jo patentirala Andy in Stanford University, je biološki digitalni spomin. Vendar to ni bilo storjeno iz komercialnih razlogov, temveč zgolj za preventivno "obrambo svobode" na splošno dostopne metode.
Kot pojasnjuje Andy, so nekatere druge raziskovalne skupine že patentirale tehnologijo in napovedale, da so dosegle podoben cilj. Če imajo znanstveniki v Stanfordu tudi lastne patente, potem ne morejo preprosto uveljavljati svojih patentnih pravic, imeti možnost zagotoviti, da njihova tehnologija ostane brezplačna in dostopna vsem. Če pa ni bilo nobenega patenta, bi nekdo drug lahko razglasil svoje pravice do te tehnologije in omejil njegovo uporabo - za svoje lastne sebične namene.
(Kako lahko monstruozno grdo oblikovanje praks patentiranja biotehnologije je podrobneje opisano v kodeksu svobode).
⇡ # Izzivi kvantne biologije
Druga, povsem drugačna in neodvisna raziskovalna pot na križišču bioloških in računalniških znanosti se danes zdi ne samo obetavna, ampak tudi fantastično obetavna. Absolutno brez pretiravanja lahko rečemo, da uspeh na tem področju obljublja ne samo velik napredek v biologiji, temveč tudi resničen preboj pri reševanju najresnejših problemov znanosti, kot so nespodobne skrivnosti kvantne fizike in narava človeške zavesti.
To je seveda zelo mlado, a že zelo dobro znana interdisciplinarna znanost, imenovana kvantna biologija. Podroben pregled te teme najdete v gradivu "Quantum Biocomputer", vendar je dovolj, da se na kratko seznanite z bistvom predmeta in najbolj zanimivimi dosežki zadnjega obdobja.
Kot eksperimentalna fizika in mikrobiologija obvladali tehnologije za občutljivo proučevanje procesov narave v mikroskopski lestvici, je postopoma postalo jasno, da so bili problemi, ki so bili prej obravnavani bolj ali manj "razumeti", dejansko veliko globlji in bolj skrivnostni. Zlasti v mnogih zelo subtilnih eksperimentih so začeli odkrivati (in danes je povsem zanesljivo ugotovljeno dejstvo), da so številni pojavi, ki so že bili znani v bioloških organizmih, kot je rastlinska fotosinteza ali usmerjenost ptic selivk v zemeljsko magnetno polje, omogočeni s posebnimi učinki. kvantna fizika.
Pred kratkim, ob koncu dvajsetega stoletja, za samo promocijo te vrste idej, bi bil vsak raziskovalec v znanstvenih krogih smešen zabaven - kot šarlatan in psevdo znanstvenik. Za takšne hipoteze je v bistvu v nasprotju s temeljnimi načeli kvantne fizike, lahko pa se le o neumnosti pogovarjajo le ignoramusi in polobražaji. Vendar pa je samo življenje prisililo znanstvenike, da drugače gledajo na stvari. Veliki problemi človeštva z izredno neučinkovito uporabo naravnih energetskih virov so v bistvu prisiljeni znanosti, da bi podrobneje preučili, kako se pretvarjanje energije pojavlja v rastlinah.
Splošni mehanizem fotosinteze rastlin že dolgo (in arogantno) je bil upoštevan. Toda, če upoštevamo nalogo, ne na splošno, ampak v bistveno pomembnih podrobnostih, kako točno rastline in bakterije pretvarjajo sončno energijo v kemično energijo z izjemno, skoraj 100-odstotno učinkovitostjo? - Izkazalo se je, da nihče ne pozna odgovora. (Tako je postalo jasno, kako pomembno je tukaj, da postavljajo vprašanja posebej, ne na splošno, v primerjavi je treba opozoriti, da je v po osebah računalnikih množično uporablja na silicijevih čipov skoraj vse na voljo s sistemom neuporabna energije gre v toploto.)
Študije so pokazale, da je ključ do učinkovitosti fotosinteze, očitno, hitrost reakcije. Pretvorba sončne energije v biosisteme se zgodi skoraj takoj, tako da se zelo majhen del izgubi zaradi segrevanja. Toda, kako natančno je ta trenutni prenos energije organiziran v navadno živahnih živih celicah, je zelo stara znanstvena skrivnost, ki so jo fiziki začeli resno pristopiti v letih 2005-2007.
Takrat je postalo jasno, da je odgovor na tako nujno vprašanje v kvantno-mehanskih učinkih. Zlasti so bili pridobljeni neposredne dokaze, da v fotosinteze pomembno vlogo v procesu prenosa energije - lovljenjem svetlo fotoantenn molekule v reakcijski centri pretvornikih - predvaja presenetljivo dolgotrajno koherenco (tj medsebojno skladni valovito vedenje) elektronov v molekulah absorbirajoča svetloba.
Zaradi takšne koherence biosistem, kot kvantni računalnik, išče najkrajšo pot oddajanja med vsemi možnimi, nato pa se po tej poti prenese energija z minimalnimi izgubami. Z drugimi besedami, naloga, na kateri so ustvarjalci naših kvantnih računalnikov neuspešno borijo že več let -, ki zagotavlja stabilno in dolgotrajno skladnost qubiti v kvantni register - naravo, saj se je izkazalo, rešili več kot uspešna, in milijone let nazaj.
Jasno je, da je podpora biomolekularnih strojev na kvantni mehaniki - da bi ohranili svoje življenjske procese - postali zelo veliko presenečenje za znanstvenike. Najprej, zaradi temperature, pri kateri se ta proces zgodi. Kvantna skladnost sistema je zelo krhko stanje. Najmanjši zunanji vpliv - in nič ne ostane od skladnosti elementov. V svojih preizkusih s kubiči lahko fiziki že nekaj časa vzdržujejo takšne registrske dežele - vendar le v mediju, ki je skrbno izoliran od motenj in pri zelo nizkih temperaturah.
Vendar do danes še nihče ni mogel jasno in prepričljivo pojasniti, kako se to lahko dogaja v toplem in mokrem, to je "popolnoma hrupnem" okolju znotraj živih bitij. Toda, ko je še vedno dobro razloženo, potem ko je teorija potrjena s poskusi, bo kvantna kvantna biologija postala resnično revolucionaren dosežek človeštva. Dejstvo, da ta pomembna faza ni daleč, ni posebnih dvomov - kajti narava resnično ve, kako to storiti, to pomeni, da se bomo naučili.
Iz te slike je razvidno, na splošno, je verjetno, da je za dosego "kvantnega računalništva" mehanizma fotosinteze pri rastlinah je danes menil, da je najbolj pomembno nalogo kvantne biologije. Torej, gora znanstvenih člankov o tej temi vsako leto opazno raste. Toda kako natančno celične molekule ostati usklajeni za tako dolgo časa na kvantni ravni, pri tako visokih temperaturah, in celo pri razmeroma velikih razdalj med molekulami - vse to še vedno ni jasno, da znanstveniki in skrivnostno. Čeprav so različne zamisli, seveda dovolj v številčnosti. Seveda je še prezgodaj, da se ukvarjamo s površinskim opisom vseh teh konkurenčnih hipotez. Ker trenutno za njih ni eksperimentalnih dokazov. Vendar pa je verjetno smiselno poudariti nekaj ključnih točk, ki so skupne mnogim modelom.
Najprej se zdi, da je najbolj pomembno vlogo v celotnem procesu, da igrajo beljakovine matrične strukture, ki neposredno ne sodelujejo v "izračuna" optimalno pot za prenos energije, vendar pa je, da se prepletajo tiste lahke občutljivimi pigmenti, antene, ki zagotavljajo sprejem in prenos signala. Ker brez teh struktur beljakovin ni mogoče doseči nobene skladnosti, se zaključi, da matrike najbolj verjetno igrajo vlogo mehanizma za "kvantno popravo napak", ki je znano že v kvantnem računanju.
Poleg tega obstajajo dobro utemeljeni rezultati, ki dokazujejo, da kvantni (ali poleg tega klasični) učinki fizike sami niso dovolj za utemeljitev stabilne kvantne koherentnosti v biosistemih. Toda ob istem času je mogoče teoretično modelirati proces, če ga obravnavamo kot posebno, zelo občutljivo mešanico kvantnih in klasičnih učinkov. Rojen, kot je bilo pričakovano, kot rezultat doslednega dela algoritmov genetske selekcije.
Nazadnje, najnovejši, dokaj nedavni rezultat - objavljen v januarju 2014 v reviji Nature Communications - je pokazal še precej subtilen mehanizem interakcije med sistemskimi elementi v fotosintezi. V tem času - med "klasičnimi" kolektivne vibracije kromoforskimi atomov, ki izhajajo v resonanci z elektron, ki ustvarja nihanja in opombe zaradi pojava prenosa energije, ki je že povsem kvantni naravi.
Čeprav vse te ideje odražajo poskuse reševanja problemov iz različnih zornih kotov, ni preveč težko opaziti, da imajo vsi vsekakor nekaj skupnega. Več znanstveniki spoznali zapletenosti postopka, bolj postane se zdi, da je odgovor na uganko fotosinteze skrita v zelo subtilno medsebojnega znanih pojavov tako klasične in kvantne fizike. In čeprav nihče ne more razložiti, zakaj je temu tako, vendar v istem obdobju, "je prva velika odkritja" kvantna biologija - da je v letih 2005-2007 - v povsem drugačnem področju eksperimentalne fizike je bil drugi, precej soglasnikom in na nek način tudi zelo pomembna vrsta odkritij.
Takšna odkritja, ki so tudi neposredno povezana s fiziko nihanj, prav tako jasno ležijo na stičišču klasične in kvantne fizike. V bistvu je to njegova ne preveč pameten poskusi, ki omogočajo jasen in preprost - v povsem klasični sistem - izražajo bistvo in naprave "popolnoma nerazumljivo" pred pojavom kvantne mehanike s svojo val-delcev dvojnost.
Podroben opis te radovedne usmeritve najnovejših eksperimentalnih teoretičnih študij najdete v gradivu »Kvantna fizika, kakršna je«. No, tukaj je čas za korak naprej v finale in malo bolj razložiti, kako obetavno in zanimivo videti zdaj odprta povezava med biologije, kvantne fizike, skrivnostna narava zavesti, in celo - to zveni popolnoma neverjetno - skrita od nas geometrijo vesolja.
⇡ # Skrivnosti uma v geometriji prostora-časa
Slavni fizik John Archibald Wheeler in njegov zelo nenavadno na prvi sondirnih ideje v duhu "vse - to je informacija" ni naključna, seveda, so bile vložene do začetka tega pregleda, posvečen, na splošno, in biologije.
Znanstveni biologi zdaj imajo več kot dovolj dokazov, kako pomembni so dosežki računalništva in nova odkritja kvantne fizike za njihov nadaljnji uspeh. Vendar pa je še posebej vznemirljivo povezovanje vseh teh znanosti - na katerem se preučujejo skrivnostne skrivnosti naše zavesti (in ki se tukaj še ne obravnavajo kot dejansko) - zahteva posebno in ločeno obravnavo. Predvidevamo to prihodnjo zgodbo, lahko omenimo samo dva presenetljiva rezultata - ena je povsem nova, druga pa je že precej dobro znana - kar lahko daje splošno predstavo o veličini slike, ki jo zdaj odpre znanstvenik.
Logično je, da začnemo z že znanim eksperimentalnim dejstvom biologije, ker bo nato bolje razumljen obseg novega odkritja teoretičnih fizikov. V zadnjem desetletju 20. stoletja so ti mikrotubi citoskeleta bioloških celic povzročili poseben interes znanstvenikov, ki se ukvarjajo z interdisciplinarnimi raziskavami. Čeprav so te zelo specifične cilindrične molekule s premerom približno 25 nanometrov v skoraj vseh celicah, v mikrobioloških znanostih so bile okoliščine takšne, da so jih znanstveniki odkrili precej pozno in v resnici je mogoče napačno reči.
Izkazalo se je, da so pri pripravi vzorcev za elektronski mikroskop raziskovalci vedno uporabili tekočino, ki je raztopila proteine, ki tvorijo mikrotruge. Z drugimi besedami, pomemben strukturni element sploh ni bil v mikroskop. In šele, ko so laboratoriji prešli na drugo topilo, so v celicah odkrili »popolnoma nove« strukture, ki so, kot so prvič odločale, opravile funkcije celičnega skeleta. Toda kmalu za ta "okostje" se je izkazalo daleč od izredne stvari. Globlje Analiza strukture je bilo ugotovljeno, da tvorijo mikrotubularne elementi - tubulins - ima dva možna stanja, med katerima se priklopitev Biološki meritve nenavadno hitro - za Nano sekunda. Pravzaprav je bil odkrit "celični avtomat" ali kvantni mikroračunalnik, ki ga elegantno izdeluje narava s popolnoma nerazumljivimi cilji za človeka. Ameriški zdravnik in biolog Stuart Hameroff (Stuart Hameroff) hipotezo, da so nevroni v naših možganih, ti mikro cevi in zelo kraj, kjer uteleša "kvantno zavest« človeka.
Da bi bistvo ideje postalo jasnejše, je treba to dejstvo spomniti. Zanikati in ne veljajo za vprašanje sposobnosti osebe, da rešijo "algoritmom Noncomputability" naloge (tj naloge, načeloma ni mogoče rešiti z običajnimi računalniki), je eden najmočnejših argumentov za to, da umetno namizni inteligenca in naravno inteligenco naših glavah dela ki temeljijo na radikalno drugačnih mehanizmih. Z drugimi besedami, v delu človeške zavesti, zlasti v pojavu intuicije, so jasno vidni znaki "kvantnega računalnika". To pomeni, napravo, ki v bistvu vnaprej pozna pravilen odgovor, ker pri iskanju optimalne rešitve istočasno preskusi vse možnosti.
Ta vidik našega intelekta se imenuje "kvantna zavest". Kako dejansko deluje v možganih, nihče seveda še ne ve. Ampak Hamerofova zamisel je zvenela "dovolj zmedena, da bi bila pravilna", ki jo je takoj podprl Roger Penrose, sloviti britanski matematik in teoretični fizik, znan tudi kot eden od glavnih zagovornikov koncepta "kvantne zavesti" (nasprotniki te ideje, morda, bo še veliko več, še posebej v kampu razvijalcev umetnih inteligentnih sistemov, ki so prepričani, da bo tradicionalni računalnik kmalu presegel človeško racionalnost - oglejte si material »Igre, ki jih igra Penrose«.
Verjetno ni več potrebno pojasniti, da je pristop k našim možganom kot biološki kvantni računalnik popolnoma v skladu z najnovejšimi raziskavami kvantne biologije. Samo ugotoviti, kako nevroni človeških možganov tvorijo koherenten kvantni sistem za reševanje neizračunljivih nalog - ta problem bo veliko težji kot razumevanje skrivnosti fotosinteze.
Mogoče pa je, da bi razumeli skrivnosti možganov in zavesti pomagali povsem novo odkritje teoretičnih fizikov, ki so našli neposreden odnos med dvema najtežjama razumevanja pojavov v fiziki 20. stoletja. To se nanaša na pojav kvantne spojitve ali "EPR paradoks" (Einstein-Podolsky-Rosen) in pojav "črvine" v vesolju ali na kratko "mostu ER" (Einstein-Rosen).
Na kratko, dve zelo dobro znani v teoretski človeški fiziki, Leonard Susskind in Juan Maldacena, ki se opira na nedavno delo drugih raziskovalcev, so pokazali zvestobo nove presenetljive enačbe, "EPR = ER". To je pokazalo