Київ – Учений із Луганська Анатолій Плотніков, імовірно, розв’язав одну з математичних задач тисячоліття: йдеться про сім математичних проблем Millennium Prize Problems, з яких донині вирішили лише одну і які вважаються найактуальнішими у сучасній математиці. Нині розв’язок, запропонований Плотніковим, чекає на визнання Інститутом Клея, який ці задачі офіційно оголосив. Цього тижня вчені, крім презентації нового iPhone, обговорюють також перетворення у Чумацькому шляху та людські гени.
Анатолій Плотніков розповідає: стаття, яка нині набула розголосу, з’явилася у міжнародному науковому виданні Journal of Computer Science ще у травні. Вже сама її публікація означала визнання у першій інстанції: для того, щоб така розвідка з’явилася у друку, до оприлюднення вона має знайти двох рецензентів. Критики повинні детально перевірити розв’язок, висловити свої зауваження і після цього винести вердикт: публікувати чи ні.
Після схвального рішення рецензентів процес уже залежить від аудиторії. У наукових видань вона специфічна – це здебільшого вчені. При прочитанні вони налаштовані критично і, якщо знаходять якусь помилку чи неточність, надсилають у редакцію зауваження. У разі, якщо хоча б одне з зауважень слушне, тобто в розв’язанні допущено помилку, видання публікує спростування.
Так було кілька років тому, коли Анатолій Плотніков – професор Східноукраїнського національного університету імені Даля – опублікував попереднє розв’язання проблеми рівності класів P і NP: через півтора місяця після публікації колеги знайшли в розв’язку недолік, і його довелося переглядати наново.
Від часу нової публікації минуло близько 5 місяців, і поки що зауважень не пролунало, розповідає вчений у коментарі Радіо Свобода. Він каже, що впевнений у новому розв’язанні і сподівається, що успіх підтвердять і його колеги. «Вважається, що 3 місяці, півроку – за цей час можна виявити проблему. Я використав досить простий підхід – теорію множин, тут не треба ніяких позарозумових речей, потрібні логіка і розуміння задачі», – розповів Анатолій Плотніков.
За загальним поясненням, проблема рівності класів P і NP полягає ось у чому: якщо позитивну відповідь на якесь питання можна «швидко» перевірити за допомогою комп’ютера (математики визначають побутове слово «швидко» в цій задачі точніше: «за поліноміальний час»), то чи правда, що можна так само «швидко» (за поліноміальний час і використовуючи поліноміальну пам’ять) також знайти за допомогою комп’ютера відповідь на це питання? Або ж, висловлюючись іще простіше, чи завжди перевірити розв’язок легше, ніж знайти цей розв’язок?
Клас NP включає в себе всі задачі, які вирішуються на комп’ютері, мовиться у поясненні на сайті університету. Вони мають велику практичну значущість, однак доказу того, що велика кількість із них може бути вирішена за допомогою вдалого алгоритму, не існує. Клас задач Р, що входить до NP, навпаки, можна вирішити за допомогою хорошого алгоритму (тобто за невеликий проміжок часу). Про розв’язання, запропоноване Плотніковим, можна детально почитати у його статті або ж ознайомитися з загальною інформацією на сайті університету.
Практичне значення роботи Плотнікова полягає, зокрема, у тому, що правильний розв’язок питання про рівність (чи нерівність) класів P і NP дозволить визначити шляхи подолання багатьох проблем криптології – науки, що займається методами шифрування і дешифрування інформації, пояснюють в університеті.
Донині з семи задач тисячоліття розв’язано лише одну: у 2002 році російський математик Григорій Перельман запропонував вирішення гіпотези Пуанкаре. Точність його алгоритму в Інституті Клея, який за розв’язання кожної задачі тисячоліття нагороджує мільйоном доларів, визнали у 2010 році. Російський вчений, відомий своїм відлюдницьким способом життя, від нагороди відмовився.
Чумацький шлях може розкрити таємницю молодої зірки
Американські вчені прогнозують, що поглинання чорною дірою газопилової хмари у центрі Чумацького шляху супроводжуватиметься справжнім «світловим шоу» в їхніх телескопах. Модель поглинання і перетворень у нашій галактиці описана у статті у журналі Nature.
Рут Маррей-Клей та Аві Лоб із Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики вважають, що газопилова хмара у центрі Чумацького шляху є, ймовірно, протопланетним диском близької зірки. Цю хмару виявили наприкінці минулого року: вчені тоді припустили, що вона сформувалася внаслідок злиття потоків газу від двох сусідніх зірок.
У роботі Маррей-Клей та Лоба йдеться про те, що ця газопилова хмара, вочевидь, – протопланетний диск відносно молодої зірки невеликої маси, яка обертається поблизу надмасивної чорної діри Sagittarius A* у центрі Чумацького шляху (відстань між ними складає близько 0,1 світлового року). Процес їхньої взаємодії дослідники спробували змоделювати за допомогою комп’ютерної симуляції.
Американські астрофізики прогнозують, що поглинання протопланетного диска чорною дірою можна буде спостерігати вже з кінця 2013 року, коли часточки газу з протопланетного диска почнуть потрапляти у чорну діру. Триватиме цей процес 20–40 років і супроводжуватиметься потужним оптичним і рентгенівським випромінюванням.
Вчені сподіваються, що їм вдасться зафіксувати і проаналізувати процес поглинання протопланетного диска чорною дірою: донині цей процес не надто досліджений.
Подобу людини можна буде відтворити за ДНК?
Вчені виявили п’ять генів, які впливають на базові риси людського обличчя. Хоч у цьому контексті треба буде дослідити ще сотні генів, нова розвідка є першим кроком у справі реконструкції подоби людини за ДНК, пише Science.
Одним із перших питанням реконструкції обличчя за ДНК зацікавився вчений із Нідерландів Манфред Кайзер. Нині він із колегами продовжили дослідження.
В експерименті міжнародної групи вчених взяли участь 10 тисяч осіб європейського походження. Кожен із них пройшов МРТ-сканування і надав зразки своєї ДНК. За допомогою МРТ вчені виявили просторові співвідношення між «якірними» точками на обличчі. Всього аналізували дев’ять таких параметрів, як відстань між зіницями чи довжина носа. Показники відбирали таким чином, щоб їх було легко оцінити у всіх учасників експерименту.
Потім вчені звернулися до аналізу ДНК: серед п’яти груп людей (кожна з яких налічувала до 2,5 тисяч) шукали залежність між складом геному та будовою обличчя. Пізніше груп побільшало: додалося ще три, на яких перевіряли результати – аналізували ДНК і за нею відтворювали подобу.
За результатами дослідження вдалося виокремити 5 генів, які впливали на такі риси, як ширина обличчя, відстань між очима та довжина носа. Це – гени PRDM16, PAX3, TP63, C5orf50 та COL17A1. Якщо три з них були відомі раніше (що, до слова, теж позитивний результат, бо підтверджує ефективність методу пошуку «лицьових» генів), то інші два у процесі формування рис обличчя ніколи не згадувалися.
Як пишуть оглядачі, практичне значення результати цього дослідження можуть мати, перш за все, для криміналістики, оскільки відтворити подобу злочинця в ідеалі колись, імовірно, можна буде за зразками його ДНК.
Анатолій Плотніков розповідає: стаття, яка нині набула розголосу, з’явилася у міжнародному науковому виданні Journal of Computer Science ще у травні. Вже сама її публікація означала визнання у першій інстанції: для того, щоб така розвідка з’явилася у друку, до оприлюднення вона має знайти двох рецензентів. Критики повинні детально перевірити розв’язок, висловити свої зауваження і після цього винести вердикт: публікувати чи ні.
Після схвального рішення рецензентів процес уже залежить від аудиторії. У наукових видань вона специфічна – це здебільшого вчені. При прочитанні вони налаштовані критично і, якщо знаходять якусь помилку чи неточність, надсилають у редакцію зауваження. У разі, якщо хоча б одне з зауважень слушне, тобто в розв’язанні допущено помилку, видання публікує спростування.
Так було кілька років тому, коли Анатолій Плотніков – професор Східноукраїнського національного університету імені Даля – опублікував попереднє розв’язання проблеми рівності класів P і NP: через півтора місяця після публікації колеги знайшли в розв’язку недолік, і його довелося переглядати наново.
Від часу нової публікації минуло близько 5 місяців, і поки що зауважень не пролунало, розповідає вчений у коментарі Радіо Свобода. Він каже, що впевнений у новому розв’язанні і сподівається, що успіх підтвердять і його колеги. «Вважається, що 3 місяці, півроку – за цей час можна виявити проблему. Я використав досить простий підхід – теорію множин, тут не треба ніяких позарозумових речей, потрібні логіка і розуміння задачі», – розповів Анатолій Плотніков.
За загальним поясненням, проблема рівності класів P і NP полягає ось у чому: якщо позитивну відповідь на якесь питання можна «швидко» перевірити за допомогою комп’ютера (математики визначають побутове слово «швидко» в цій задачі точніше: «за поліноміальний час»), то чи правда, що можна так само «швидко» (за поліноміальний час і використовуючи поліноміальну пам’ять) також знайти за допомогою комп’ютера відповідь на це питання? Або ж, висловлюючись іще простіше, чи завжди перевірити розв’язок легше, ніж знайти цей розв’язок?
Клас NP включає в себе всі задачі, які вирішуються на комп’ютері, мовиться у поясненні на сайті університету. Вони мають велику практичну значущість, однак доказу того, що велика кількість із них може бути вирішена за допомогою вдалого алгоритму, не існує. Клас задач Р, що входить до NP, навпаки, можна вирішити за допомогою хорошого алгоритму (тобто за невеликий проміжок часу). Про розв’язання, запропоноване Плотніковим, можна детально почитати у його статті або ж ознайомитися з загальною інформацією на сайті університету.
Практичне значення роботи Плотнікова полягає, зокрема, у тому, що правильний розв’язок питання про рівність (чи нерівність) класів P і NP дозволить визначити шляхи подолання багатьох проблем криптології – науки, що займається методами шифрування і дешифрування інформації, пояснюють в університеті.
Донині з семи задач тисячоліття розв’язано лише одну: у 2002 році російський математик Григорій Перельман запропонував вирішення гіпотези Пуанкаре. Точність його алгоритму в Інституті Клея, який за розв’язання кожної задачі тисячоліття нагороджує мільйоном доларів, визнали у 2010 році. Російський вчений, відомий своїм відлюдницьким способом життя, від нагороди відмовився.
Чумацький шлях може розкрити таємницю молодої зірки
Американські вчені прогнозують, що поглинання чорною дірою газопилової хмари у центрі Чумацького шляху супроводжуватиметься справжнім «світловим шоу» в їхніх телескопах. Модель поглинання і перетворень у нашій галактиці описана у статті у журналі Nature.
Рут Маррей-Клей та Аві Лоб із Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики вважають, що газопилова хмара у центрі Чумацького шляху є, ймовірно, протопланетним диском близької зірки. Цю хмару виявили наприкінці минулого року: вчені тоді припустили, що вона сформувалася внаслідок злиття потоків газу від двох сусідніх зірок.
У роботі Маррей-Клей та Лоба йдеться про те, що ця газопилова хмара, вочевидь, – протопланетний диск відносно молодої зірки невеликої маси, яка обертається поблизу надмасивної чорної діри Sagittarius A* у центрі Чумацького шляху (відстань між ними складає близько 0,1 світлового року). Процес їхньої взаємодії дослідники спробували змоделювати за допомогою комп’ютерної симуляції.
Американські астрофізики прогнозують, що поглинання протопланетного диска чорною дірою можна буде спостерігати вже з кінця 2013 року, коли часточки газу з протопланетного диска почнуть потрапляти у чорну діру. Триватиме цей процес 20–40 років і супроводжуватиметься потужним оптичним і рентгенівським випромінюванням.
Вчені сподіваються, що їм вдасться зафіксувати і проаналізувати процес поглинання протопланетного диска чорною дірою: донині цей процес не надто досліджений.
Подобу людини можна буде відтворити за ДНК?
Вчені виявили п’ять генів, які впливають на базові риси людського обличчя. Хоч у цьому контексті треба буде дослідити ще сотні генів, нова розвідка є першим кроком у справі реконструкції подоби людини за ДНК, пише Science.
Одним із перших питанням реконструкції обличчя за ДНК зацікавився вчений із Нідерландів Манфред Кайзер. Нині він із колегами продовжили дослідження.
В експерименті міжнародної групи вчених взяли участь 10 тисяч осіб європейського походження. Кожен із них пройшов МРТ-сканування і надав зразки своєї ДНК. За допомогою МРТ вчені виявили просторові співвідношення між «якірними» точками на обличчі. Всього аналізували дев’ять таких параметрів, як відстань між зіницями чи довжина носа. Показники відбирали таким чином, щоб їх було легко оцінити у всіх учасників експерименту.
Потім вчені звернулися до аналізу ДНК: серед п’яти груп людей (кожна з яких налічувала до 2,5 тисяч) шукали залежність між складом геному та будовою обличчя. Пізніше груп побільшало: додалося ще три, на яких перевіряли результати – аналізували ДНК і за нею відтворювали подобу.
За результатами дослідження вдалося виокремити 5 генів, які впливали на такі риси, як ширина обличчя, відстань між очима та довжина носа. Це – гени PRDM16, PAX3, TP63, C5orf50 та COL17A1. Якщо три з них були відомі раніше (що, до слова, теж позитивний результат, бо підтверджує ефективність методу пошуку «лицьових» генів), то інші два у процесі формування рис обличчя ніколи не згадувалися.
Як пишуть оглядачі, практичне значення результати цього дослідження можуть мати, перш за все, для криміналістики, оскільки відтворити подобу злочинця в ідеалі колись, імовірно, можна буде за зразками його ДНК.
