Наших четвероногих друзей активно учат звать на помощь, когда с хозяином случается что-то не то. Для этого ученые используют новейшие технологии: активирующийся нажатием носа жилет, специальные сенсорные экраны и многое другое.

Представьте: вы наслаждаетесь прогулкой по парку, когда вдруг слышите, как кто-то говорит: «Моему хозяину нужна ваша помощь! Пожалуйста, следуйте за мной!».  Вы оглядываетесь — и никого не замечаете. Затем вы опускаете взгляд — и видите уставившегося на вас пса. Вы думаете, что кто-то пытается так подшутить над вами, но собака дотягивается до чего-то на своем желтом жилете, и вы слышите те же слова вновь. 

«Моему хозяину нужна ваша помощь! Пожалуйста, следуйте за мной!» ― повторяет пес, жалобно глядя на вас, и каждым своим движением так и просит, чтобы вы последовали за ним. Вы идете, и он приводит вас  к кому-то, у кого серьезная аллергическая реакция, судороги или другие ситуации, требующие неотложной медицинской помощи. 

Добро пожаловать в новый мир коммуникации между человеком и собакой, где технологии позволяют четвероногим в экстренных ситуациях «говорить» с людьми. Если тот же самый пес подбежал бы к вам в стиле Лэсси (собака породы колли, вымышленный персонаж многих фильмов и книг — прим. Newочём) и попытался бы голосом привлечь ваше внимание, вы могли бы и не пойти за ним. Вы скорее бы наклонились погладить его или кинуть ему шишку, пока его хозяин где-то неподалеку страдает от боли. 

Жилет ― лишь одна из нескольких разрабатываемых рядом университетов технологий, которая могла бы навсегда изменить процесс коммуникации служебных собак (и, возможно, домашних питомцев ваших соседей) и людей. 

Мне захотелось посмотреть, как на практике функционируют эти устройства; мой интерес привел меня в Технологический университет Джорджии (Атланта) —  эпицентр исследований в этой области в США. Одним из первых встретившихся мне исследователей оказался Скай — суперумный бордер-колли, питомец Мелоди Джексон, директора исследовательской лаборатории по взаимодействию животных и компьютерных технологий, по совместительству основательницы проекта FIDO*. Цель FIDO — создание удобных технологий, способных стать новым способом коммуникации между собаками и людьми. Скай ― первоиспытатель и демонстрационная модель устройств, созданных Джексон и ее командой. 

*Аббревиатура (FIDO) удобнее и легче запоминается, чем фактическое название «Содействие коммуникации между животными-поводырями, которая, возможно, была придумана после нескольких бокальчиков среди коллег. Идея научить собак говорить же, как оказалось, действительно родилась после пары бутылок пива. 

Когда Джексон и Скай встретили меня в вестибюле кишащего гениями исследовательского корпуса Технологического Университета, Скай осмотрел меня своими умными глазами и несколько раз понюхал. Если бы он мог говорить (без говорящего жилета), возможно, он произнес бы что-то вроде этого:  

Едва помнит деление в столбик. Почему она здесь? Что-то не сходится! Не пускай ее наверх!

Однако технологии пока до такого не дошли, так что я беспрепятственно поднялась в офис Джексон. На Скае был яркий желтый жилет и подходящий по цвету ошейник. Симпатично, но это был не тот жилет, ради которого я приехала. Когды мы добрались до офиса Джексон, она раздобыла несколько прототипов своего «говорящего» изобретения. 

«Служебные собаки умны, им нужно доносить важную информацию до своих хозяев или других людей. Однако такие собаки ограничены в способах ясно выразить то, что они пытаются сообщить»,  ― поясняет она, протягивая мне желтый жилет с надписью «Исследовательская команда FIDO» на нем. «Это лишь первые попытки помочь им общаться с нами». 

По ее словам, когда жилет будет готов к использованию в реальном мире, вся электроника будет скрыта и замаскирована. Однако сейчас, пока жилет еще дорабатывается, вся «начинка» торчит наружу. Оголенный корпус говорящего жилета останавливал бы собаку на каждом контрольно-пропускном пункте.Снаружи приспособления располагается пластмассовый и металлический контроллер размером с колоду карт. Внутри — красные и черные провода и пара белых ленточных проводников. Некоторые провода переходят в  жесткую пластиковую трубку, выступающую из жилета.  

Джексон просит меня прикоснуться к голубой поверхности трубки. Если бы я была собакой, я бы просто дотронулась до нее носом. Я ожидала услышать слегка роботизированный женский голос из видео, в котором Скай демонстрировала жилет.

«Моему хозяину нужна ваша помощь», ― произнес мужской голос с небольшим южным акцентом. «Пожалуйста, следуйте за мной!». 

«Мужчина? Южанин?» ― удивленно поинтересовалась я.. Джексон объяснила, что во время тестирования владельцы захотели, чтобы голос их собаки соответствовал ее полу. Так что они попросили записать для технологии Скай голос одного из мужчин-исследователей. 

Смысл фразы намного важнее голоса. Джексон рассказала мне, что в реальной жизни собаку бы учили «произносить» текст экстренного сообщения дважды. 

«Как правило, во время испытаний, когда люди впервые слышат что-то такое, они отпрыгивают или не верят тому, что услышали», — поясняет она. 

Сейчас «говорящий» жилет умеет выполнять только одну команду. Однако в будущем весьма вероятно, что в них встроят несколько новых функций, которые позволят собакам «произносить» наиболее важные для их хозяев слова. 

К примеру, собака, чей хозяин подвержен припадкам, могла бы вовремя попросить его найти безопасное место, нажав на один из контролеров. При необходимости она могла бы позвать на помощь, нажав на другой. Такая схема особо пригодилась бы в оживленных общественных местах, где экстренный сигнал был бы не столь очевиден и где нет экстренной кнопки, как, например, дома. 

Записанные фразы  можно было бы приспособить к типу проблем, которые испытывает хозяин животного. Собаки диабетиков, которые фиксируют низкий и высокий уровень сахара в крови, могли бы с большей легкостью сообщать эти сведения своим владельцам, если бы они могли «сказать», поднялся у хозяина  уровень сахара или понизился. 

Технологию можно было бы применять для дрессировки служебных и полицейских собак. По словам Джексон, после того, как собака обнаружила взрывчатое вещество, она могла бы сообщить, идет речь об особенно нестабильной разновидности, как, например, трипероксид триацетона (ТАТП) или о чем-то менее опасном, наподобие С-4. 

На момент моего визита в лабораторию технология еще не применялась в условиях реального мира, однако ситуация вот-вот должна была измениться.. Команда разрабатывала жилет для организации, занимающейся дрессировкой собак-поводырей, планировавших попробовать применять эти приспособления в работе с детьми с расстройствами аутистического спектра. Предполагалось, что собаку научат пользоваться жилетом, чтобы эффективнее выполнять те немногочисленные команды, которыми она уже владеет. Если собака чувствует, что у ребенка вот-вот начнется приступ, она может прижаться к нему и попробовать успокоить его с помощью языка тела. Однако в случае с говорящим жилетом она могла бы сначала напрямую спросить ребенка: «Ты мог бы меня погладить?». Жилет сможет стать моделью для взрослой служебной собаки, и его планируется оснастить самыми лучшими разработками команды. 

Участники проекта потратили несколько лет на создание сенсоров, которые выдержат пребывание в пасти собаки, а также в различных типах окружающей среды, включая воду. Еще один прототип на столе Джексона выглядит посимпатичнее: к нему прикреплена простая игрушка-перетягивалка. 

Среди прочих разработанных FIDO сенсоров есть прибор, который собака должна легонько укусить, чтобы запустить звуковое сообщение. Или еще один прототип: чтобы воспользоваться им, собака должна просто поднести к устройству свой нос, как мы подставляем руки под сенсорные краны. 

«Нам удалось многое преодолеть, но все еще нужно очень много всего сделать», — подытоживает Джексон, пересказав часть трудностей и забавных проблем, с которыми им пришлось столкнуться. 

Сгрызенные и утопленные сенсоры. Сенсор приближения иногда срабатывал из-за случайных предметов, которые собаки подбирали на улице, или из-за того, что псы почесались. Последние две причины привели к большому количеству ложных оповещений: собаки непреднамеренно начинали звать на помощь, когда приводили в порядок свою шерсть — яркий пример «мальчика, который кричал „волки“» в реалиях 21-го века. 

Я почти не сомневаюсь, что этой команде удастся помочь собакам-поводырям «говорить», чтобы они хотя бы в теории смогли спасать жизни. Но как насчет домашних собак? Что, если бы они могли действительно говорить с нами, а не общаться так, как они делают это сейчас —  глазами, языком тела и с помощью присущих их виду звуков? Что, если бы нашим домашним любимцам удалось «сказать» все, что они раньше просто не могли физически? 

Разве часть счастья от дружбы с собакой не заключается в том, что они слушают так, будто и правда все понимают? Мы можем рассказать им абсолютно все, и они не будут пытаться дать нам совет, как-то исправить положение дел или свалить все на кого-нибудь другого. Они просто будут рядом — и предложат нам свою безусловную любовь и понимание. 

Несколько лет назад, когда я была новостным редактором портала Dogster.com, одна японская компания выпустила устройство для перевода различных типов гавканья. Речь шла скорее об игрушке, но с нее началось обсуждения вопроса о том, действительно ли бы мы хотели, чтобы наши собаки обрели способность говорить. 

Стал ли бы мой пес выпрашивать еду за обеденным столом не только с помощью жалостливого взгляда? («Хочу! Пожалуйста!») Предложил ли бы он мне сменить дезодорант и зубную пасту, чтобы от меня лучше пахло? («Нет, не делай этого! Перестань!!») Или, если бы ему даже предоставили такой шанс, он продолжил бы просто выслушивать меня, подавая голос только в наиболее важных ситуациях?

Попробуем заглянуть в будущее: возможно, спустя какое-то время в мире появятся жилеты для людей, которые хотят, чтобы их собаки помогали им в достижении каких-то своих целей.. Я бы купила жилет для писателя, который хочет соблюсти дедлайн. Гаса (собака автора — прим. Newочем) можно было бы натренировать понимать по языку моего тела или запаху, что я отвлекаюсь и вот-вот сорвусь на то, чтобы залипнуть в свои аккаунты в социальных сетях. Тогда бы он потянул за игрушку-перетягивалку на своем жилете. «Даже не думай откладывать все на потом! Книга сама себя не напишет», — произнес бы запрограмированный специально для этого случая механический голос. Или издал бы воодушевляющий крик: «У тебя все получится!» Ну и, в конце концов, всегда есть старое доброе: «Сиди! Не двигайся!» 

Конечно, фраз было бы не очень много, поскольку в говорящий жилет можно встроить лишь ограниченное количество слов. И лишь ограниченное количество сенсоров можно поместить на жилет, чтобы он не стал слишком тяжелым или некомфортным. Так что FIDO  ищет другие способы расширить собачий «словарный запас». 

Команда проекта разработала ошейники с датчиками движения и натренировала собак «жестикулировать», определенным образом поворачивая голову или тело. Мини-электроды на ошейниках позволили бы считывать жесты и ассоциировать их с сообщением, которое собака пытается до нас донести. Практически то же самое, что «говорящий» жилет, только собаке не придется ничего делать своей пастью. Для использования ошейника необходимо лишь немного ловкости со стороны пса. 

Кроме того, не стоит забывать о сенсорных технологиях. Сейчас сенсорный экран, который используют в FIDO, напоминает средних размеров телевизор. В реальности экран мог бы быть намного меньше. В зависимости от предполагаемых случаев использования его можно уменьшить до размера крупного планшета, если хозяину питомца важна мобильность устройства. 

Джексон и Скай показали мне, как все работает. «На помощь!» — обычным голосом произнесла Джессика, глядя на Ская. Он немедленно повернул голову и потянул за сенсор на своем жилете, а затем перешел ко второму сценарию, ничего не упустив. 

Скай подбежал к экрану, на котором появились три белых цифры «9-1-1» на фоне трех кругов: ярко-синего, желтого и зеленого. Скай дотронулся до каждого из них, однако ничего не произошло. Джексон объяснила, что его нос не слишком четко коснулся цифр. Пес попытался снова — на этот раз на экране появилась надпись об успешной отправке оповещения. 

Опция «911» на устройстве с сенсорным экраном — отчасти тест, призванный понять, смогут ли четвероногие пользоваться такими устройствами и как сами устройства будут реагировать на собак. Какое-то время всему мешали слюни, но команде удалось немного исправить ситуацию. 

Исследователи из проекта FIDO ищут способы помочь служебным собакам использовать эту технологию для общения со своими напарниками и владельцами. Они изучают, как собаки реагируют на разные цвета, формы, размеры и расположение иконок. Задача — понять, можно ли научить собак пользоваться сенсорным экраном, чтобы передавать информацию, относящуюся к их «работе». 

По словам Джексон, иконку можно привязать к соответствующему тексту или голосовому сообщению, что поможет быстрее понимать, что пытается сообщить собака. Исследовательница полагает, что в будущем разработанные для сенсорных экранов приложения станут полезным инструментом для собак, помогающим людям с проблемами со слухом. Животные могли бы предупреждать своих глухих хозяев о различных звуках, отправляя им сообщения наподобие «кто-то звонит в дверь»  или «сработала сирена, предупреждающая о торнадо». 

Испытания уже показали, что собаки быстро и с энтузиазмом изучают технологии работы с сенсорным экраном. Исследователи из Будапешта и Вены научили более 200 собак прикасаться носом к определенным изображениям на экране, и им удалось достичь многообещающих результатов. 

«Преимущество сенсорного экрана в его гибкости как инструмента, надежности и подконтрольности человеку, а также в возможности создавать новые мотивирующие сценарии. Такой экран предоставляет бесконечное количество возможностей для обучения», — заключают ученые. 

Другие исследователи использовали сенсорные экраны, чтобы определить, могут ли собаки различать выражения человеческих лиц. Со всеми этими исследованиями того, как собаки взаимодействуют с сенсорными экранами, недалеко до того момента, когда ваша собака попросит (воспользовавшись умением делать жалостливый взгляд или с помощью «говорящего» жилета) купить ей собственный планшет. 

По материалам Wired
Автор: Мария Гудэвэдж

Переводили: Анастасия Ященко, Софья Фальковская
Редактировала: Софья Фальковская 

Такие купюры называются супердолларами (поддельные банкноты высочайшего качества — прим. Newочём). Они на три четверти состоят из хлопковой и на четверть из льняной бумаги. Этот состав сложно подделать. В каждой банкноте есть красные и синие защитные волокна. Защитная линия именно там, где и должна быть, как и водяные знаки. Даже Бенджамин Франклин выглядит идеально и ничем не выдает тот факт, что банкнота номиналом в $100 — подделка. 

Большинство систем, созданных для обнаружения фальшивых купюр, не способны распознать супердоллары. Недаром же на их создание ушли десятки лет упорного труда. Многие приписывают их производство Северной Корее, а некоторые уверены, что это личная ответственность бывшего правителя государства, Ким Чен Ира. Последние ссылаются на приказ, который он предположительно отдал в 1970-х, когда пришел к власти. Поддельные банкноты в $100 одновременно дадут режиму устойчивую валюту и подорвут экономику США. Фальшивомонетничество также было попыткой дестабилизации. 

На пике подделки денег прибыль правительства Северной Кореи составляла по меньшей мере $15 млн в год, согласно отчету Исследовательской службы Конгресса США. Банкноты распространились по всему миру, по неподтвержденным данным, с подачи пожилого ирландца и «отмывались» через маленький банк в Макао. Считается, что северокорейцы грешат не только подделкой денег. Среди их преступлений: незаконный оборот опиатов и метамфетаминов, продажа поддельной виагры и контрабанда частей тела животных, находящихся на грани вымирания. В целом, по оценкам Исследовательской службы Конгресса США, в какой-то момент прибыль режима от незаконной деятельности составляла около $500 млн в год.  

За период с 2000 по 2010 год США добились серьезных успехов в пресечении противозаконных действий Северной Кореи. Кампания правоохранительных органов была направлена на 130 стран.  Люди под прикрытием внедрились в преступные круги и обнаружили поддельные счета с выведенными на них миллионами долларов. Власти даже устроили поддельную свадьбу на побережье в Атлантик-Сити, Нью-Джерси, чтобы завлечь на нее подозреваемых и арестовать их. Министерство финансов США расширило свои полномочия по Закону о борьбе с терроризмом, наложив финансовые санкции на подозрительный банк в Макао и заморозив активы на $25 млн.

Казалось, масштабная операция США сработала. К 2008 году распространенность супердолларов существенно снизилась. Агент ФБР, причастный к вышеупомянутой кампании, заявил изданию Vice: «Раз супердоллары больше не встречаются, осмелюсь сказать, что Северная Корея перестала их производить. Возможно, после утраты путей распространения банкнот они нашли что-то другое, что подделать проще». Под давлением американского расследования и в силу редизайна стодолларовых банкнот 2013 года Северная Корея перешла к другим методам незаконного пополнения казны. 

Естественно, одним из них стал хакинг. По данным The New York Times, правительство Северной Кореи отобрало талантливых молодых людей и отправило их учиться программированию в Китай и даже в США, под маской дипломатов ООН. После обучения северокорейцы чаще всего остаются жить за границей, обычно в Китае, где они проводят кибероперации. Интернет-соединение там лучше, и, кроме того, так проще отрицать свою связь с северокорейским правительством. В то же время это позволяет держаться вдали от влияния американского законодательства.  

Северокорейские хакеры регулярно пытаются атаковать финансовые организации по всему миру. Их методы дерзкие, но не всегда успешные. Наибольшей прибыли они добились, управляя подключением крупных финансовых учреждений к международной банковской системе. Обманом заставляя эту систему принимать их за законных пользователей, хакеры вывели десятки миллионов долларов на подложные счета. Они взломали файлы протокола и записи банковских транзакций, вызвав тем самым поток предупреждений систем безопасности и последующие их обновления. Наиболее же известна их случайная, но успешная попытка взлома сотен тысяч компьютеров в поисках ценной информации для новых атак. Благодаря своим успехам и неудачам они научились модифицировать и комбинировать свои приемы, чтобы работать более эффективно. 

Даже учитывая неоднозначный послужной список эти попытки манипулирования мировой финансовой системой в буквальном смысле окупились. Хакерские прибыли Северной Кореи огромные, ООН оценила их в $2 млрд — довольно крупная сумма для страны, чей ВВП составляет $28 млрд. КНДР  продолжает разрабатывать ядерное оружие и межконтинентальные баллистические ракеты, а киберпреступления помогают финансированию режима. Масштаб этих преступлений велик, особенно по сравнению с предыдущими. Сейчас хакеры приносят куда больше прибыли, чем когда-либо могли бы супердоллары. 

Но, как и в случае с супердолларами, потенциальная ценность финансовых махинаций Северной Кореи выходит далеко за рамки обычной денежной прибыли. В случае успеха они по крайней мере несколько подорвут целостность мировых рынков, стерев записи транзакций и исказив финансовую историю. Такая тактика может показаться заманчивой для некоторых государственных органов, но она несет огромный риск. В преддверии войны в Ираке издание The New York Times заявило, что США рассматривали вопрос о блокировке банковских счетов Саддама Хуссейна, но приняли решение не делать этого, опасаясь перейти грань спонсируемого государством кибермошенничества и тем самым причинить вред американской экономике и подорвать мировую стабильность. В 2014 году комиссия АНБ (Агентство национальной безопасности — прим. Newочём) президента Барака Обамы утверждала, что США должны взять на себя обязательство никогда не взламывать и не производить махинации с финансовыми записями. Иначе это может оказать негативное влияние на доверие мировой финансовой системе. 

Ограбление банка — всегда ужасная идея. Это не только незаконно, но и оказывает огромное влияние на инвестиции. В США ограбление банка в среднем приносит $4000, а среднестатистический вор может совершить до трех краж прежде, чем будет пойман. Перспективы за рубежом лучше, но не намного. Поразительно дерзкие ограбления, как, например, кража в Banco Central в Бразилии в 2005 году, для осуществления которой месяцами копали туннели, конечно, могут принести значительную прибыль, но подавляющее большинство подобных попыток оканчиваются крахом. 

Северокорейские агенты нашли лучший способ ограбления банков. Для этого им не нужно ломать железобетонные стены или рыть туннели, не нужно применять силу и угрозы. Вместо этого, они просто взламывают банковские компьютеры. Их цель — взломать SWIFT, международную межбанковскую систему передачи информации и совершения платежей (Общество всемирных межбанковских финансовых каналов связи, англ. Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunications — прим. Newочём). Эта система существует с 1970-х годов, к ней относится 11000 финансовых институтов в более чем 200 странах. Каждый день она обрабатывает десятки миллионов транзакций. Ежедневные переводы составляют миллиарды долларов — больше, чем ВВП большинства стран. Многие финансовые институты системы имеют специальные аккаунты с возможностью пользоваться программным обеспечением, устанавливающим связь с банками по всему миру. Отчеты компаний по кибербезопасности BAE Systems и Лаборатории Касперского, а также наши собственные данные приводят доказательства того, как Северная Корея использовала эти учетные записи. 

Центральный банк Бангладеш хранит часть средств для международных транзакций в Федеральном резервном банке Нью-Йорка (ФРБ). 4 февраля 2016 года Центробанк произвел порядка трех десятков платежей. Согласно запросам на перевод, отправленным в систему SWIFT, банк просил Нью-Йорк провести платежи на общую сумму около $1 млрд на счета в Шри-Ланке и Филиппинах. 

Примерно в это же время в Центральном банке Бангладеш перестал работать принтер. Это был обычный HP LaserJet 400, который стоял в маленькой комнатушке без окон. У этого устройства была одна важная задача: днем и ночью он печатал физические записи международных транзакций. Пришедшие утром 5 февраля сотрудники банка не нашли ничего в выходном лотке принтера. Они пытались напечатать документы вручную, но ничего не вышло — терминал, подключенный к системе SWIFT, выдавал ошибку, связанную с утерей файла. Сотрудники банка отныне не могли отслеживать операции, происходящие в их собственном банке. Нерабочий принтер — это как собака, которая не залаяла: что-то не так, но непонятно, что именно. 

Это был не просто технический сбой. На самом деле это была кульминация приготовлений и агрессии Северной Кореи. Умный ход хакеров заключался в атаке не на саму систему платежей, а на агрегат, через который бангладешский банк подключался к этой системе. SWIFT-аккаунты Центрального банка Бангладеш обладали огромными полномочиями, в том числе способностью создавать, утверждать и проводить новые транзакции. Сосредоточив свои действия на банковской сети и ее пользователях, хакеры получили доступ к этим учетным записям. 

Потребовалось время, чтобы выяснить, как Центробанк Бангладеш был подключен к системе SWIFT, и получить доступ к его учетным данным. Но несмотря на месяцы, что хакеры провели в банковской системе, готовясь к операции, бангладешцы не смогли их вычислить. Частично потому, что не особо и старались это сделать. После взлома, согласно изданию Reuters, полицейское расследование выявило сразу несколько уязвимостей в системе безопасности, включая дешевое оборудование и отсутствие должного программного обеспечения. Это и позволило хакерам так легко взломать компьютеры. 

Получив доступ к аккаунтам в системе, хакеры могли производить транзакции, как любые другие авторизованные пользователи. Чтобы не оставлять следов, они написали специальный вредоносный код, с помощью которого обошли внутренние проверки SWIFT. Что еще хуже, они производили махинации с журналами транзакций, чтобы было труднее выяснить, куда идут деньги банка. Северокорейская атака ударила кинжалом в самое сердце системы. Для принтера хакеры написали дополнительный вредоносный код, выиграв тем самым время для своих операций. 

Таким образом хакеры отправляли запросы в банк в Нью-Йорке, оставаясь незамеченными в Бангладеш. Но сотрудники Федерального резервного банка заподозрили неладное. Заметив внезапный рост транзакций из Бангладеш, они удивились, почему счета, на которые переводили деньги, принадлежали частным лицам, а не другим банкам. Они поставили на вопрос десятки переводов и отправили обратный запрос на разъяснение. 

Лишь снова запустив компьютерные системы, бангладешцы осознали всю серьезность ситуации. Оживший принтер выдал пачку записей о транзакциях, большинство из которых казались подозрительными. Когда сотрудники банка обратились к своим партнерам из Нью-Йорка, было уже слишком поздно. Начались выходные, и американцы разошлись по домам. Оказалось, северокорейцы удачно подгадали момент для проведения операции или же грамотно его запланировали. Бангладешским банкирам ничего не оставалось, кроме как ждать, когда сотрудники ФРБ вернутся к работе.

Понедельник принес и хорошие, и плохие вести. Хорошая новость: бдительные сотрудники ФРБ Нью-Йорка приостановили большинство транзакций, в общей сумме на $850 млн, включая перевод на $20 млн на счет довольно странного получателя «Shalika Fandation» в Шри-Ланке. Хакеры, должно быть, хотели указать «Shalika Foundation», но ошиблись в орфографии, хотя, даже правильно написанной, такой организации не существует. Эта опечатка, которая помогла аналитикам установить факт мошенничества, должно быть, стала самой дорогой для хакеров.

Плохая новость: четыре транзакции все-таки прошли, и на счет Rizal Bank на Филиппинах был отправлен в общей сложности $81 млн, откуда деньги ушли на счета нескольких казино. Посредник снял средства с этих счетов 5 и 9 февраля — последний раз уже после предупреждения Rizal Bank о мошенничестве (банк не ответил на запрос о комментариях). Из $81 млн, отправленных на счет Rizal, согласно иску, остались только $68 356. Остальные были утеряны. 

Специалисты из британской компании BAE Systems начали дело против хакеров и при расследовании обнаружили несколько улик, указывающих на причастность к преступлению Северной Кореи. Они увидели схожесть кодов, использованных при ограблении банка Бангладеш, с кодами из предыдущих атак Северной Кореи, особенно в операции 2014 года против Sony. Был вынесен четкий вердикт: сидя дома и в офисах, в отдалении от места преступления, северокорейские хакеры провернули махинации с записями транзакций, подорвали систему межбанковского доверия и совершили одно из крупнейших банковских ограблений в истории. 

Громкая операция в Бангладеш была лишь частью, как оказалось, всемирной кампании. Параллельно происходило хищение денег из банка в Юго-Восточной Азии, название которого так и не было обнародовано. В ходе этой операции хакеры действовали последовательно и организованно. Похоже, они взломали цель через сервер, на котором размещался веб-сайт банка.

В декабре 2015 года они захватили другой сервер банка, который управлял программным обеспечением для доступа в SWIFT, который в свою очередь соединял банк с мировой финансовой системой. В следующем месяце хакеры направили свои силы на разработку дополнительных инструментов, которые бы позволили им внедряться в атакуемую сеть и размещать вредоносный код внутри системы международных платежей. И 29 января 2016 года они протестировали эти инструменты. Случилось это практически одновременно с операцией в Бангладеш. 

4 февраля, во время отправки запросов из Бангладеш, они также проворачивали махинации с программным обеспечением в банке Юго-Восточной Азии. Однако там они не инициировали никаких мошеннических транзакций. Примерно через три недели они прекратили операцию во втором банке. Об обстоятельствах отмены до сих пор мало что известно. 

Даже после успеха с бангладешским Центробанком хакеры продолжали концентрироваться на своей второй цели. В апреле они применили кейлоггинг (операция по регистрации действий пользователей — нажатий клавиш на клавиатуре, движение мыши и т.д.  — прим. Newочём) к системе программного обеспечения SWIFT-сервера банка, чтобы получить доступ к наиболее влиятельным учетным записям. Эти записи, ключи от королевства SWIFT, могли бы сыграть важнейшую роль в краже средств. 

К настоящему моменту мир банковского дела ощутил опасность, отчасти из-за расследования BAE Systems. SWIFT выпустила новые требования безопасности в мае в ответ на тревогу вокруг инцидента в Бангладеш и волнений по поводу целостности финансовой системы в целом. Хакерам пришлось бы обойти эти обновления, чтобы совершить свои злодеяния. Для этого к июлю они стали пробовать новые коды. В августе они снова начали пробовать запустить код на серверах SWIFT с целью перевода средств. 

Но здесь, несмотря на проверенный тестами вредоносный код, северокорейцы потерпели поражение: банк из Юго-Восточной Азии был подготовлен и оборудован гораздо лучше, чем банк Бангладеш. В августе 2016, больше, чем через полгода после начала операции, хакеров все-таки вычислили. В этом банку помогла Лаборатория Касперского. Хакеры, понимая, что специалисты идут по горячим следам, пытались как можно быстрее прекратить операции относительно банка, удалили большинство файлов, чтобы замести следы, но кое-что упустили. Эта ошибка помогла экспертам из Лаборатории Касперского установить схожесть кода с тем, что использовался для взлома в Бангладеш. 

Расследования BAE Systems и Лаборатории Касперского установили очертания северокорейской кампании. Амбиций у хакеров было куда больше, чем на два банка. Примечательно, что в январе 2017 года Северная Корея поставила под угрозу систему финансового регулирования Польши, запрограммировав ее отправлять вредоносный код всем посетителям веб-сайта, большинством из которых были финансовые институты. Северокорейцы направили этот вредоносный код в более чем 100 учреждений по всему миру, в первую очередь в банки и телекоммуникационные компании. В списке целей значились Всемирный банк, центральные банки Бразилии, Чили и Мексики, а также крупные финансовые организации. 

Северокорейцы не ограничивались традиционными валютами. В ходе своей кампании они совершили несколько попыток кражи особо ценных криптовалют, в том числе биткоинов, у ничего не подозревающих пользователей по всему миру. Хакеры совершили несколько нападений на различные криптовалютные биржи, включая  южнокорейскую Youbit, которая из-за атак потеряла 17% своего капитала. По оценке Group-IB (один из ведущих международных разработчиков решений для детектирования и предотвращения кибератак  — прим. Newочём), прибыль Северной Кореи от операций с криптовалютами составила более $500 млн. Хотя невозможно установить правильность этой оценки и детали взлома криптовалютной биржи, известно, что такими крупными преступлениями они отвлекали внимание от атак на меньшие частные финансовые институты. 

Компании, обеспечивающие кибербезопасность, пришли к общему мнению: северокорейцы переориентировали хакерское программное обеспечение из просто вредоносного в способное приносить крупный финансовый ущерб и дестабилизировать системы. То же государство, что в 2009 году совершило DDoS-атаки на США, в 2013 стерло данные с южнокорейских компьютеров и совершило кибернападение на Sony в 2014, теперь занималось взломом финансовых учреждений. Изолированная и подверженная санкциям страна, продолжая вкладывать деньги в разработку ядерного оружия, частично самофинансируется за счет хакинга. Так столкнулись искусство управления государством и кибероперации. Большее, конечно, впереди.

Северокорейские взломщики хорошо научились справляться с некоторыми задачами, которые раньше были для них невыполнимы. Они получали доступ к банковским сетям по всему миру с помощью вредоносных кодов, качественной подготовки и способности оставаться незаметными. Они также хорошо изучили систему SWIFT и подключение к ней банков. Они постоянно выдают новые тактики и инструменты, чтобы не отставать от обновлений безопасности SWIFT и финансовых учреждений. 

Но были у них и проблемы: в большинстве случаев они не могли вывести средства, полученные в ходе мошеннических транзакций. Порой банки прерывали операции в самом начале пути. Хакерам нужен был другой путь похищения средств, с гарантией их вывода.

Летом 2018 года хакеры испробовали новую тактику. Операция началась в июне со взлома Cosmos Cooperative Bank в Индии. Оказавшись внутри системы банка, они получили представление о его функционировании и секретный доступ к важнейшим составляющим его компьютерной инфраструктуры. В течение лета они, по всей видимости, готовились к новым операциям. На этот раз для вывода денег хакеры использовали банковские карты и электронные переводы.

Обналичивание через банкомат — довольно простой и понятный способ: хакеры получают доступ к учетным данным клиентов банка, а затем посредник снимает средства с их счетов. Не нужно контактировать с работниками банка или приходить в офис, что значительно сокращает риск быть пойманными. Предыдущие подобные операции срабатывали редко, самым крупным было ограбление Национального банка Блаксбурга в Вирджинии. Задача состояла в том, чтобы получить дубликат карты и пин-код, ввести его в банкомате и снять наличные. 

Но прежде чем северокорейцы начали действовать, спецслужбы США заподозрили неладное. Хотя не было точной информации, на какие финансовые учреждения готовится атака, 10 августа ФБР отправило личные сообщения банкам. В нем бюро предупредило о схеме обналичивания денег, полученных мошенническим путем, через банкоматы в мелких и средних банках. Это вписывалось в так называемую схему «неограниченных операций», которая появляется в силу возможности неограниченного снятия средств. ФБР призывало банки проявлять бдительность и совершенствовать системы безопасности.

Но это не помогло. 11 августа Северная Корея сделала свой ход. За каких-то два часа в 28 странах принялись за дело посредники. Используя дубликаты реальных банковских карт, они снимали в банкоматах суммы от $100 до $2500. Предыдущие попытки подобного мошенничества провалились из-за хороших систем безопасности крупных банков, а с маленькими все оказалось куда быстрее и проще. Всего на своих махинациях они заработали около $11 млн. 

Возникает вопрос: как северокорейским хакерам это удалось? Ведь для каждого снятия денег им нужно было обходить систему аутентификации Cosmos Bank, чтобы получить разрешение на обналичивание. Даже при том, что они получили учетные данные счетов всех пользователей, довольно маловероятно, что им удалось получить пины от каждого из этих счетов. Без этих цифр все попытки снятия средств провалились бы. 

Сахер Наумаан и другие исследователи из BAE Systems предположили, что, взломав систему банка, северокорейцы проникли настолько глубоко, что могли сами управлять запросами на аутентификацию. В результате все запросы на снятие банковских средств, проходившие через международную банковскую систему в Cosmos Bank, выходили на отдельную систему аутентификации, созданную хакерами. Система подтверждала запрос и обходила все механизмы обнаружения мошенничества. Старший офицер полиции Индии в последствии подтвердил эту теорию в the Times of India.

После успеха операции по обналичиванию хакеры вернулись к плану А: двумя днями позже они осуществили еще три перевода на сумму $2 млн с помощью системы SWIFT из Cosmos Bank на счет компании в Гонконге. Компания под названием ALM Trading Limited была создана и зарегистрирована несколькими месяцами ранее. Незаметное имя и отсутствие информации в сети привело к трудностям при отслеживании, но, скорее всего, северокорейцам удалось вывести эти средства. 

Кроме того что операция в Cosmos подняла вопросы об аутентификации и доверии денежным транзакциям, она показала, как северокорейские тактики краж и махинаций могут выходить за рамки просто получения прибыли на благо режима. Будущие операции могут быть направлены на более конкретные задачи, например, наводнение системы международных платежей поддельными транзакциями с целью большего подрыва доверия к ней.

Нет причин полагать, что северокорейские финансовые махинации прекратятся. В течение многих лет их отличительной чертой был код, который с каждым годом становится все более совершенным. То, в чем северокорейцам не хватает мастерства, по сравнению с их противниками из АНБ, они с лихвой компенсируют агрессивностью и амбициями. Кажется, они не задумываются о возможных последствиях взлома и уничтожения тысяч компьютеров и записей о финансовых транзакциях. Получая необходимые денежные средства, они улучшают геополитическое положение. Конечно, порой они терпят неудачи, но за все время хакеры принесли режиму внушительные суммы и поставили под угрозу целостность мировой финансовой системы. Времена супердолларов прошли, но Северная Корея вновь обогащается через мошенничество и дестабилизацию других государств.

По материалам Wired
Автор: Бен Бучанан. Это отрывок из его книги «Хакер и государство: кибератаки и новые нормы геополитики».

Переводила: Аполлинария Белкина
Редактировала: Анастасия Железнякова

Новое представление о микроглии — клетках, на которые долгое время не обращали внимания, — поставило под сомнение предположение, что функции тела и мозга полностью разделены. 

Четырнадцать лет назад я была парализована почти год. У меня обнаружили синдром Гийена-Барре — редкое аутоиммунное заболевание, из-за которого я не могла ходить. Мой случай был нетипичным по своей силе, но сам характер патологии объясним: как при любом аутоиммунном заболевании, моя иммунная система вела себя как армия, вышедшая из-под контроля. Вместо того чтобы продуманно защищать органы и системы, лейкоциты по ошибке разрушали миелиновые оболочки, покрывающие нервы, в результате чего нейромышечные связи, необходимые для того, чтоб я могла стоять, ходить или даже просто шевелить ногами, «пропадали». 

Я стала представлять себе эти чересчур активные иммунные клетки как персонажей Pac-Man: они безумно разъедают те важнейшие нервные связи, которые делают мое физическое тело мной — сильной, способной, надежной. Мой невролог надеялся, что регулярные внутривенные инъекции помогут перезагрузить иммунную систему: сверхбдительные лейкоциты прекратят свои атаки, а нервные клетки начнут восстанавливаться — хоть и не в полном объеме, но в достаточном, чтобы я могла жить вполне полноценной жизнью. Со временем оказалось, что его стратегия сработала. Человеческое тело может волшебно излечиваться. 

Тем не менее у меня были вопросы, на которые команда моих лечащих врачей не могла ответить. Утратив способность ходить, я отчетливо ощущала некоторые тревожные изменения в сознании. Начнем с того, что я всегда была довольно уравновешенной, а тут меня настигла серьезная депрессия. Иногда это чувство было настолько удручающим, что когда я читала вслух «Гарри Поттера» своим детям, я чувствовала себя так, словно на меня напали дементоры — эти темные плывущие по небу упыри, облака отчаяния, крадущие счастливые мысли людей и заменяющие их плохими.

Потом начались проблемы с памятью. Шестилетняя дочь попросила помочь с математикой первого класса, и я поняла, что мой мозг зависает, даже когда нужно сложить семь и восемь. Или я нагнулась, чтобы обуть ее, и тупо уставилась на шнурки, пытаясь вспомнить, как они оказались завязанными. Мое настроение, память, ясность ума, скорость подбора нужного слова — всё было другим, мой мозг был мне чужим. Я не могла избавиться от ощущения, что не только мое тело изменилось, но и в мозгу что-то сместилось.

Конечно, я была не единственной на свете пациенткой с воспалением, которая жаловалась на ухудшение психического состояния. Подобные истории привели к тому, что некоторые эпидемиологи стали видеть связь между воспалительными заболеваниями и симптомами мозговых нарушений. В 2008 году исследователи сообщили, что пациенты с рассеянным склерозом в несколько раз чаще страдают от депрессии и биполярного расстройства. А в 2010 году ученые проанализировали 17 исследований и выяснили, что 56% пациентов с волчанкой, которая проявляется воспалением в различных органах, сообщили о когнитивных или психиатрических симптомах. У людей, недавно госпитализированных с бактериальными инфекциями, вероятность развития депрессии, биполярного расстройства и проблем с памятью повышалась на 62%.

Несколько тематических исследований в научной литературе показали любопытную связь между неполадками в костном мозге, где «рождается» большинство иммунных клеток нашего организма, и шизофренией. Так, например, одному пациенту пересадили костный мозг брата, страдавшего шизофренией. У него самого развилась шизофрения через несколько недель после пересадки. В другом случае молодой человек с шизофренией и острым миелоидным лейкозом получил костный мозг от здорового донора и вылечился и от рака, и от шизофрении. 

Как бы ни были убедительны эти исследования, в те годы предположение, что телесное заболевание может быть связано с болезнью мозга, а тем более вызывать ее, не имело никакого научного смысла. Философ Рене Декарт впервые выдвинул идею о том, что работа мозга отделена от механизмов тела, — концепцию дуализма души и тела, — в эпоху Просвещения. Привычка отрицать биологическую связь между здоровым иммунитетом и функционированием мозга обязана, однако, своим появлением в большей степени работам ученых 19 века, чем более ранних философов. У основания мозга находится плотное скопление клеток, известное как гематоэнцефалический барьер. Эти клетки настолько плотно упакованы вокруг кровеносных сосудов, ведущих к мозгу, что они блокируют иммунные клетки из кровотока, идущего в мозг. Неприкосновенная природа гематоэнцефалического барьера долгое время считалась достаточным доказательством того, что мозг недоступен для иммунной системы организма, или является «иммуно привилегированным». С тех пор, как написаны первые современные учебники по медицине, одна анатомическая истина осталась в них непреложной: иммунная система управляет каждым органом тела за исключением мозга, а врачи действуют с осознанием факта, что тело и мозг взаимосвязаны, как церковь и государство.

Но новое представление о форме и функции прежде не рассматриваемой микроглии недавно заставило усомниться в этом предположении. 

Бет Стивенс интересовалась клетками микроглии, хоть и не слишком серьезно, с самого начала своей карьеры. В 1993 году Стивенс работала в Национальном институте здравоохранения на исследователя по имени Р. Дуглас Филдс, который изучал импульсы нейронов в мозге и их влияние на развитие организма. В то время нейроны были, бесспорно, яркими любимчиками научного мира; они рассматривались как топовые игроки команды нашего настроения, нашего психического здоровья, нашей памяти, ответственные за создание триллионов синаптических связей, чтобы мы могли думать, чувствовать, помнить, учиться и любить, для всех наших восприятий и предощущений. Небольшое семейство из четырех глиальных клеток — астроцитов, клеток Шванна, олигодендроцитов и микроглии — составляло второстепенную группу; они удовлетворяли потребности нейронов так же, как свита удовлетворяет прихоти кинозвезды.

Одним из раздражающих моментов в первой работе Стивенс в лаборатории был тот факт, что клетки микроглии загрязняли чашки Петри. «Микроглия портила мои эксперименты, — говорит она. — Она влезала в мои культуры, когда я пыталась наблюдать за другими клетками. И я ворчала про себя: „О нет, снова эта надоедливая маленькая микроглия“». Но Стивенс был поражена тем фактом, что эти раздражающие маленькие клетки также составляли реально большую часть «населения» мозга — ни много ни мало одну десятую наших мозговых клеток. «Это была такая таинственная часть нейробиологии».

Впервые описанные в 1920-х годах и названные ученым Пио дель Рио-Хортегой, клетки микроглии были крошечными (отсюда и корень «микро») и, как считалось, выполняли одну простую задачу: когда нейрон умирал, они выбрасывали его. За это их прозвали «домработницами» мозга. 

В период с 2004 по 2008 год Стивенс писала свою постдокторскую работу в Стэнфорде, в лаборатории Бена Барреса, одного из ведущих исследователей глии в мире. В 2005 году научный сотрудник лаборатории Барреса Аксель Ниммерджан выступил с докладом, в ходе которого он показал одни из первых визуализирующих исследований, предложивших изображения микроглиальных клеток с высоким разрешением, увеличивающим их до гигантских визуальных проекций в режиме реального времени.

«Внезапно у нас появился этот новый визуальный инструмент, который позволил нам наблюдать микроглию в действии», — рассказывает мне Стивенс в своей лаборатории в Бостоне, штат Массачусетс. (Сейчас она доцент неврологии в Бостонской детской больнице и Гарварде.) Она встает из-за стола и пододвигает кресло ближе к компьютеру, чтобы открыть ранние записи микроглии. Она наклоняется вперед и указывает кончиком карандаша на изображения кружащейся в вихревом потоке, словно танцующей в мозгу, микроглии. Эти изображения напоминают мне о фотографиях Млечного Пути — только все звезды светятся зеленым и кружатся в больших, целенаправленных скоплениях, плывущих в черном небе.

«Столкнувшись с этим впервые, я была потрясена, — говорит Стивенс. — Видеть все эти ярко-зеленые клетки микроглии, которые почти двигались через мозг! Я думала: „Ого, что же делают эти маленькие клетки? Они такие динамичные! Они повсюду! Никакая другая клетка мозга не может так двигаться. Как мы могли так долго их игнорировать?“. Я никогда не видела, чтобы какая-нибудь другая клетка двигалась так целенаправленно. Микроглия постоянно изучала каждую область мозга, проверяя: „Как поживает этот нейрон? Как поживает этот синапс? Как работает эта система? О, черт, там что-то происходит, давайте посмотрим!“».

Увеличенная под микроскопом высокого разрешения, микроглия напоминает изящные ветви деревьев со множеством тоненьких отростков. Проходя мимо нейронов, микроглия вытягивает и втягивает свои крошечные рукоподобные выступы, постукивая по каждому нейрону, как будто спрашивая: «Вы в порядке здесь? Всё хорошо? Или нет?» — как доктор, ощупывающий живот пациента или проверяющий рефлексы постукиванием. 

Еще в 2004 году Баррес и Стивенс исследовали, как синапсы изначально обрезаются для формирования здорового мозга во время нормального течения внутриутробного развития. Недавно они обнаружили, что иммунные молекулы, называемые комплемент, посылали сигналы «съешь меня» из некоторых мозговых синапсов, и эти синапсы, как будто отмеченные «поцелуем смерти», уничтожались. Вспомните, как вы нажимаете и отмечаете электронные письма, которые хотите удалить из папки «Входящие». Программное обеспечение вашего почтового сервера распознает эти теги, и когда вы нажмете на значок корзины, они удаляются. Подобное Стивенс и Баррес видели у синапсов мозга, которые были отмечены комплементом. Они удалились. 

Описание происходящего в мозге, которое они опубликовали в журнале Cell в 2007 году, напоминает хорошо понятные аналогичные процессы в теле. Когда клетка умирает в каком-либо органе или если иммунная система организма обнаруживает угрожающий патоген, молекулы комплемента отмечают эти нежелательные клетки и захватчиков для последующего удаления. Затем тип белых кровяных телец, известный как макрофаги (по-гречески «большие пожиратели»), распознает метку, поглощает и уничтожает клетку или патоген. Макрофаги играют роль в воспалениях, а также в аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит и синдром Гийена-Барре. При активации они могут по ошибке зайти слишком далеко в своих попытках поглотить и уничтожить патогенные микроорганизмы и извергнуть множество воспалительных химических соединений, которые начинают наносить вред собственным тканям организма.

Стивенс и Баррес не были уверены, что именно разъедало эти помеченные синапсы, заставляя их исчезать в мозге, но у Стивенс было предчувствие, что это может иметь какое-то отношение к микроглии.

«Мы видели, что когда микроглия ощущала малейшее повреждение или изменение в нейроне, ее клетки по-паучьи устремлялись в сторону этого нейрона, затем втягивали свои конечности и превращались в маленькие, похожие на амеб, капли», — говорит Стивенс. Вскоре эти самые синапсы — хоп! — исчезали. 

Виновата ли микроглия во всем этом, является ли она «макрофагическим исходом» в мозге, реагируя на сигналы «съешь меня» и обрезая сети нейронных связей во время развития? «А что, если этот процесс протекает не только внутриутробно? — задалась вопросом Стивенс, когда впервые увидела поведение клеток микроглии. — Что, если этот процесс снова по ошибке включится позже в жизни, в подростковом или во взрослом возрасте — только на этот раз последствия будут негативными, ведь микроглия иногда ошибочно поглощает и разрушает и здоровые синапсы мозга тоже?».

«Представьте, что у вас слишком много синапсов или, наоборот, недостаточная конфигурация межнейронных связей, — говорит Стивенс, широко размахивая руками от волнения. — И вы можете понять, учитывая, как работает наш мозг, что если эта конфигурация даже слегка нарушена, то это может в будущем положить начало ряду психоневрологических и когнитивных расстройств».

Устроившись в Гарвард, Стивенс стала руководителем постдокторской работы Дори Шафер. Вместе они попытались подробнее изучить, что происходит с клетками микроглии в мозге. Шафер вводила краситель в глаза мышей и затем прослеживала путь от нейронов в глазных нервах и до мозга. Это подсветило синапсы мозга ярко-красным флуоресцентным цветом. Микроглия окрасилась в флуоресцентно-зеленый. Если бы они увидели структуры — синапсы — светящимися, как красные огоньки, точками внутри животиков зеленой микроглии, они бы узнали, что микроглия поедает синапсы.

Через шесть месяцев работы Шафер вбежала в кабинет Стивенс, размахивая фотографиями в руке: «Они там! Синапсы внутри микроглии! Мы можем увидеть это!». «Это было так классно, — вспоминает Стивенс. — Микроглия была похожа на крошечных пакманов в мозгу, а мозговые синапсы были в животах этих пакманов! Мы чувствовали, что подошли к чему-то действительно волшебному и новому. Это было необычайно важно с точки зрения прогнозирования роли микроглии в заболеваниях».

Исследование Стивенс и Шафер, о котором сообщалось в журнале Neuron в 2012 году, помогло раскрыть тайну десятилетий. При многих неврологических, психоневрологических и нейродегенеративных заболеваниях здоровые синапсы исчезали. Внезапно стало понятно, что воспаление в организме коррелирует с ухудшением когнитивных функций, депрессией, перепадами настроения и сокращением синаптических связей в мозге. Как лейкоциты в организме, микроглия пытается защитить мозг от ударов по иммунитету и постоянно реагирует на сигналы из окружающей среды. Когда ее клетки обнаруживают, что что-то не так — чрезмерный приток гормонов стресса, проникновение вируса, химического вещества или патогена — они иногда могут переборщить, удаляя здоровые, нужные мозгу синапсы — как могут иногда перестараться макрофаги.

Другие ученые также обнаружили новые факты о клетках микроглии. Исследователи из Школы медицины Маунт-Синай в Нью-Йорке обнаружили в 2010 году, что происхождение микроглии совершенно отлично от трех других видов глиальных клеток, которые происходят из того же семейства стволовых клеток, из которого впоследствии развиваются нервные клетки и нейроны. Микроглия возникла из того семейства стволовых клеток, из которого развились лейкоциты и макрофаги иммунной системы. Но вместо того чтобы оставаться в теле, как лейкоциты, на седьмой день беременности клетки микроглии перемещаются вверх по кровотоку в мозг, где они оседают и остаются на протяжении всей жизни человека. Микроглия — это иммунные клетки, часть арсенала иммунной системы. То, что лейкоциты не имеют доступа к мозгу, подтвердилось, но им это и не нужно, потому что их кузены, микроглия, уже патрулируют район.

Но как микроглия получает от них инструкции? Предположение Джонатана Кипниса может быть правильным. Кипнис, директор Центра иммунологии мозга и глии и председатель отдела неврологии в Университете Виргинии, на протяжении большей части последнего десятилетия интересовался, может ли иммунная система организма как-либо вступать в диалог с мозгом и микроглией и таким образом влиять на неврологические и психические заболевания. Его открытие в 2015 году того, что лимфатические сосуды спрятаны в слоях твердой мозговой оболочки, одной из трех мозговых оболочек, окутывающих мозг прямо под черепом, приблизило его на один шаг к обнаружению возможной связи. Лимфатические сосуды проходят через ваше тело подобно тому, как подземные источники текут сквозь толщи почв. Если вы ободрали коленку, Т-клетки посылают лейкоциты в ткани, окружающие колено, чтобы защитить ваш организм от бактерий, грибков и других микроорганизмов. Эта иммунная бригада направляется точно к месту вашего ранения через напоминающие ливневку хитросплетения системы лимфатических сосудов. Со времен первых анатомов медики пришли к консенсусу в том, что резервуаров с иммунными клетками, взаимодействующих с мозгом, нет. Открытие Кипниса показало, что мозг, как и любой другой орган тела, связан с периферической иммунной системой через лимфатическую систему. Это поднимает механистические вопросы, один из которых связан с микроглией: провоцирует ли каким-либо образом лимфатическая система мозговые «иммунные» клетки — микроглию — к гиперактивному иммунному ответу и созданию нейровоспаления или поеданию синапсов? На данный момент эти детали находятся за гранью нашего понимания, и ученые пытаются в них разобраться. По словам Кипниса, мы точно знаем, что в мозговых оболочках содержатся иммунные клетки организма, которые могут выделять цитокины — пептидные информационные молекулы, — влияющие на функционирование системы межнейронных связей.

В 2018 году Стивенс была назначена исследователем Медицинского института Говарда Хьюза и получила щедрое финансирование на дальнейшее изучение и поиск доказательств того, что микроглия способствует появлению ряда когнитивных и психических заболеваний.

Возможно, ни одна странность нашего мира не является столь загадочной, как вопрос о том, почему психические расстройства у одного человека становятся неизлечимыми, а у другого не появляются вовсе. Неконтролируемое воспаление микроглии, вызванное воздействием окружающей среды, жизненными событиями и генетикой — уникальная для каждого комбинация, которая вполне может сказаться. Когда клетки микроглии бросаются в атаку, они выводят из строя важные синапсы в мозге, которые нам нужны для обработки мыслей, управления сложными эмоциями и принятия решений. Мы можем это остро чувствовать. Важные части мозга, которые должны общаться друг с другом, не могут коммуницировать должным образом. Синапсы дают осечку. Быть может, когда происходит что-то вроде бы незначительное, мы слишком остро реагируем. Испытываем отчаяние. Не можем сосредоточиться или вспомнить вещи. Закатываем истерики. Чувствуем то бодрость, то опустошенность, или постоянное беспокойство. У всех это ощущается немного по-разному. И поэтому мы даем этому сотни разных названий: ОКР, СДВГ, беспокойство, депрессия, биполярное расстройство, потеря памяти.

Исследователи обнаружили, что у пациентов, переживающих длительные депрессивные эпизоды, уровни активированной микроглии значительно выше, как и у пациентов с ОКР или болезнью Паркинсона. Многие из самых трудноизлечимых заболеваний головного мозга нашего столетия, от которых может страдать человек хоть в утробе, хоть на смертном одре, и чья распространенность растет, имеют общий знаменатель: микроглия, подстрекаемая иммунитетом, по-видимому, наносит ущерб мозгу в ответ на те же триггеры, которые вызывают воспаление в организме.

Я думаю, нам есть на что надеяться, особенно в эпоху, когда психиатрия не справляется со своей задачей. За последние полвека показатели выживаемости и выздоровления от болезней сердца и рака улучшились, но показатели возникновения психических расстройств продолжают расти, а показатели выздоровления невелики. И часть причин настоящего застоя в том, что язык, который мы используем для описания расстройств мозга, опасно устарел. Нужно понимать, что психические и нейродегенеративные расстройства также являются расстройствами микроглиопатии, и принимать во внимание иммунную систему, если мы хотим найти новые подходы и ответы.

Наше новое представление о клетках микроглии как повелительницах мозга, постоянно ищущих новые угрозы и движущихся в замысловатом танце с внешней средой, о способности многочисленых триггеров заставить микроглию переделывать наши синапсы неоптимальным образом, говорит нам о том, что наш мозг реагирует на окружающий мир тем, что Кипнис называет «седьмым чувством». Наши эмоциональные и физические возможности не могут быть разделены; эти крошечные клетки играют определенную роль в каждой истории человеческих страданий — или в том, что мы считаем созиданием, уничтожением и переделыванием себя. Если мы научимся влиять на микроглию позитивным образом, мы сможем создать набор новых возможностей для тех, кто погружен в отчаяние.

По материалам Wired
Автор: Донна Джексон Наказава, отрывок из ее книги «Ангел и убийца: крошечная мозговая клетка, которая изменила курс медицины»

Переводила: Анастасия Заостровцева
Редактировала: Анастасия Железнякова

Другие рассказы из цикла:  Ферма | Плацебо

«Улучшение тела с помощью вживляемых устройств открывает новые возможности как для раскрытия потенциала отдельного человека, так и для его эксплуатации», — из статьи «Киборги, роботы и общество», журнал Technologies (2018)

Не сказал бы, что с тех пор как я взломал свой модуль управления, мне расхотелось убивать людей на шахте. Просто, начав изучать сервера компании, я обнаружил сотни часов развлекательного контента и подумал: куда торопиться? Всегда успею всех убить, когда сезон досмотрю.

Да людям самим людей убивать хочется, особенно тут. Я в принципе ненавижу шахты, весь этот процесс и тех, кто им занимается, но из всех дурацких шахт на моей памяти эту дурацкую шахту я ненавижу сильнее всего. Только вот люди ненавидят ее еще больше. Мой модуль оценки рисков прогнозирует, что до конца контракта с 53-процентной вероятностью произойдет жестокое нападение одного человека на другого.

 — Слышь, дубина, — сказала Асе Элейн, — ты здесь не начальник. 

Судя по тому, как эти трое на смотровой площадке собачатся из-за объемов добычи, может оказаться, что прогноз сильно занижен. Не то чтобы меня это волнует. Я сидел на развлекательном канале, смотрел 44-ю серию «Восхода и заката заповедной луны» и в фоновом режиме сканировал аудиопоток на предмет ключевых слов. На тот маловероятный случай, если кто-нибудь из людей скажет что-то важное.

«У меня из-за этих штук все внутри холодеет», — это была Секаи, она смотрела в мою сторону. Секьюнитов никто не любит. Даже я. Мы полулюди-полуботы, в нашем присутствии все волнуются и чувствуют себя неуютно.

Я не отреагировал. На мне броня, а визор моего шлема — в непрозрачном режиме. К тому же 98 процентов моего внимания занимала серия, которую я смотрел: телохранительница и лучшая подруга прокурора колонии пыталась спасти транспортного механика, оказавшегося в западне после аварии, и теперь её придавило обломками. Они что, правда ее убьют? Отстой.

Я так и не осознал, что на смотровой что-то произошло, пока не услышал сдавленный крик. Перемотал видеопоток: Аса неожиданно повернулся и случайно задел Секаи, сбросив ее с площадки.

Ну, класс. Cтавлю серию на паузу и подключаюсь к дрону-наблюдателю в стволе шахты. Картинку получить не вышло, зато я смог считать энергетический след от скафандра девушки. Она ударилась о стену (бедняга) и упала на одну из лопастей в корпусе экстрактора. Гравитация в шахте слабее: есть шанс, что от ударов она не… Ага, вроде шевелится. Я изолировал сигнал с ее коммуникатора и услышал сиплое испуганное дыхание. До того, как лопасти начнут двигаться, а Секаи свалится и сгорит внутри коллектора, оставалось 90 секунд.

Можно подумать, разбираться с такими ситуациями — моя работа. Но нет, моя работа в том, чтобы: 1) не давать рабочим красть собственность компании — любую, от инструментов до одноразовых салфеток в столовой; 2) не давать рабочим покалечить или убить представителей руководства, как бы заманчиво это ни звучало; и наконец, 3) не давать рабочим наносить друг другу умышленный вред, который мог бы ухудшить показатели продуктивности. Вот и сейчас хаб-система приказывала мне оставаться на месте.

Руководство шахты — жадные, мелочные ублюдки. Неудивительно, что ближайший бот-спасатель был в 200 метрах над нами. Хаб-система настаивала, чтобы я оставался на месте: «Спасатель28» уже в пути. Он успеет как раз вовремя, чтобы вытащить из шахты обугленный ком, который раньше звали Секаи. 

Осознав, что наделал, Аса издавал звуки, от которых моим органическим компонентам становилось не по себе. Элейн рыдала. Можно было их проигнорировать и продолжить смотреть сериал. Но мне очень нравилась телохранительница прокурора колонии, и не хотелось, чтобы она погибла. Секаи, человек, за которого я нес формальную ответственность, тоже погибнет, и очень скоро.

С тех пор как был деактивирован мой управляющий модуль, я иногда совершаю странные неоправданные поступки. (Видимо, если обретаешь свободу воли, после того как на протяжении всего твоего существования тобой на 93% управляли извне, это причудливым образом отражается на способности себя сдерживать.) Недолго думая, я шагнул вниз с края площадки.

Начал падать и оттолкнулся от стенки шахты, чтобы попасть в карман со сниженной гравитацией. Я приземлился чуть выше Секаи, и в этот момент хаб-система послала на мой управляющий модуль команду, которая мгновенно поджарила бы мои неорганические детали. Да и мягкие части тоже. Не тут-то было.

Секаи посмотрела на меня, вытаращив глаза. Ее шлем дал трещину (вот что бывает, если закупать защитное оборудование по бросовым ценам), лицо исполосовали следы от слез. Я установил между моей броней и ее скафандром безопасный аудиоканал и, свесившись, протянул ей руку. «У нас 45 секунд, чтобы выбраться, иначе оба умрем», — сказал я.

Она шумно вдохнула ртом воздух и, оттолкнувшись, ухватила меня за руку. Пока я ее вытягивал, лопасть начала двигаться и прокрутилась вниз. Нас обдало волной жара и радиации. Секаи взвизгнула. Я бы тоже взвизгнул, да был занят. Сказал: «Давай, пристегивайся ко мне».

Она нащупала застежки, защелкнула и затянула. Пора переходить ко второму пункту этого идиотского плана. Хаб-систему я взломал в тот же день, как меня сюда привезли. Теперь нужно, чтобы она напрочь забыла все, что тут увидела. Даже не так: пусть поверит, что это ее собственная идея.

К тому времени, как мы вылезли на площадку, хаб-система была убеждена, что сама приказала мне спасти Секаи. Я поставил девушку на ноги, отфильтровывая в коммуникаторе плач, и подключился к каналу руководства (куда у меня по-хорошему доступа быть не должно). Отлично: начальников приказ хаб-системы озадачил, но они решили, что это как-то связано с продуктивностью. Секаи и остальных оштрафуют за то, что чуть не устроили засор коллектора обгорелыми останками, но лучше уж так, чем умереть. Вроде бы.

Элейн попыталась оттащить от меня Секаи, но та развернулась и заковыляла назад. Сказала: «Спасибо». Было ощущение, будто она смогла что-то разглядеть сквозь непрозрачное забрало шлема. Эта мысль настолько меня ужаснула, что показатель моей эксплуатационной надежности упал аж на 3 процента.

Аса осторожно взял ее за руку. «Они не умеют говорить», — сказал он. Секаи повели в сторону мостика, но она мотала головой, не соглашаясь: «нет, он разговаривал, я сама слышала».

Вернувшись на свой пост, я снова включил сериал. Может, телохранительницу прокурора колонии таки тоже кто-нибудь спасет?

Оригинал: Wired
Автор: Марта Уэллс. Написала более 23 произведений в жанре научной фантастики и фэнтези. Эта история — приквел к «Дневникам Киллербота», серии новелл, получивших премии Хьюго и Небьюла.

Переводил: Фёдор Гетманов
Редактировал: Александр Иванков

Другие рассказы из цикла: Ферма | Чувство долга

«Примерно половина жителей США скорее принимают возможность заботы о них робота-врача, если бы человек-оператор удалённо следил бы за его действиями». — «Автоматизация в повседневности», Исследовательский центр Пью (2017) 

Штуковина пищит. Брэд смотрит на нее.

>Начинаю выполнять протокол ОСС. ОК?

>Бип.

>Начать выполнение протокола?

Все, что ему нужно сделать — нажать «ОК». Кликнуть, и вся последовательность действий загрузится на планшет, запустится процедура «Окончание Срока Существования».

>Бип.

Пациентке немногим меньше пятидесяти, как маме Брэда. Ее страховка покрывает только самый дешевый пакет услуг, «Базовый врачебный такт». По идее, доктору Брэду должно быть проще — в базовый пакет не входит сложный сценарий ОСС с неловкими репликами  — смесью корпоративной вежливости и сухих документов об отказе от ответственности.

Впрочем, мнением Брэда никто не интересуется. С чего бы? Он же просто актер. И не самый плохой, хоть на кастингах сейчас и не везет. Бизнес есть бизнес. В карьере случаются взлеты и падения, нужно сохранять интерес и постоянно оттачивать мастерство.

«Привет», — говорит пациентка. Брэд чуть не подпрыгивает.

«Ого, вы в сознании».

«Правда, что ли?»

«Извините, не думал, что будет так».

«Да ты же не врач!»

«Как вы догадались?»

«Халатик на груди больно хорошо сидит. Спортом занимаетесь? А еще у вас планшет вверх ногами».

Брэд смеется.

«Отличные сиськи, между прочим».

«Спасибо», — говорит Брэд и осознает, что пациентка снова провалилась в сон. Или в кому. Разницы он все равно не понимает.

Ему хотелось бы сказать что-нибудь более уместное.

>Бип.

>Начинаю выполнять протокол. ОК?

«Нет, не ОК, — говорит Брэд. — Если бы было ОК, я бы уже запустил протокол».

>Вы уверены? 

«Я уверен».

>Нажмите «Продолжить», чтобы продолжить. Нажмите «Подробности», чтобы узнать подробности.

«А могу нажать кнопку ВЫКЛ».

>Если вы это сделаете, в администрацию будет направлен автоматический отчет.

«А когда-нибудь ты меня убьешь, да?»

Брэд вздыхает. На самом деле это не вопрос, он просто откладывает исполнение решения, которое уже было принято. Человек здесь ничем не управляет. Машина управляет человеком. И это правильно. Брэд вылетел из колледжа, едва проучившись год, а черная коробка в углу, эдакий доктор за $10 млн, выполняет триллионы вычислений в секунду, прогоняет симуляции внутри симуляций внутри черт знает чего еще. Она уже в будущем побывала.

А эта женщина умрет.

Все здесь напоказ: и фразы, звучащие, как вежливые просьбы, и вся эта иллюзия участия. Брэд просто часть этого спектакля. Человек-плацебо.

>Нажмите «Подробности», чтобы узнать подробности. 

Голос звучит все более напористо. Брэд нажимает кнопку. Разворачивается экран:

ПАЦИЕНТ А-0053912-Ф-7: Ж, 49 ЛЕТ, 7 МЕСЯЦЕВ, 6 ДНЕЙ

ДИАГНОЗ: САРКОМАТОИДНАЯ КАРЦИНОМА, IV СТАДИЯ

ОСЛОЖНЕНИЯ: ПЛЕВРАЛЬНЫЙ ВЫПОТ, УХУДШЕНИЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ, КРОВОХАРКАНИЕ

—-

5% ПАЦИЕНТОВ СО СХОЖИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ МОГУТ ПРОЖИТЬ БОЛЬШЕ 7 ДНЕЙ

Штуковина пищит в последний раз. Больше никаких вопросов. Предупреждение.

>Бип. Протокол ОСС иницирован.

От писка пациентка снова просыпается.

539-ая открывает глаза. Брэд замечает, что они карие. Она смотрит на Брэда и снова закрывает глаза. Возможно, просто непроизвольная реакция.

Он выходит из палаты. Идет к лифту. Но черная коробка отслеживает его перемещения. Она продолжает разговаривать с ним через наушник.

>Брэд, пожалуйста, вернитесь к пациенту.

«Зачем? Чтобы сказать, что она умрет?».

>Потому что ваша функция ограничена сценарием. Отклонения от сценария — вне уровня вашей компетенции.

«Вот видишь, поэтому тебя никто и не зовет выпить после работы».

>Куда вы идете, Брэд?

 «Я иду в приемный покой».

>Зачем вы идете туда? В ваши обязанности не входит посещение аптеки.

Брэд быстро расплачивается за свою покупку. Настойчиво пищит планшет, но Брэд уже не обращает на него внимания. Он сует под мышку небольшой бумажный пакет. Поднимается назад в палату. Пациентка 539 снова в сознании.

«Вы не моя жена», — сухим шепотом произносит пациентка 539.

«Хотите, я позову ее?».

«Будет трудно, она умерла в прошлом году».

У Брэда вырывается непроизвольный звук. Кажется, он встрял по уши.

Что ей сказать? Он проходил несколько тренингов-симуляций, у него были занятия по сценической импровизации, ему показали, как правильно держать за руку, он репетировал успокаивающие жесты. Его учили, что надо говорить, а что не стоит. Знает, о чем люди не хотят думать. Знает, что люди говорят себе. Но для нее он не может сделать ничего из этого.

Если бы пациентка 539 могла себе позволить пакет «Базовый Плюс» или «Премиальный», тогда Брэд мог бы сжать ее руку, посмотреть добрым взглядом и рассказать анекдот, написанный специально для умирающих. Вместо этого просто мигает курсор. Брэд смотрит на него, словно пытаясь ему что-то внушить.

«Давай, глупая штуковина», — произносит Брэд.

«Что, просите?» — спрашивает пациентка.

«Черт, извините, это я не вам».

«Я знаю, — говорит она. —  Как вас зовут?».

«Брэд. Э-э, доктор Брэд».

«Привет, доктор Брэд, я — Дженни».

«Привет, Дженни».

«Я умираю».

«Машина ничего не решает. Это не ее дело».

«Нет. Но она знает».

Брэд вздыхает.

«И что же, это и есть твой план? Вздыхать?» —  Дженни смеется.

«Я не могу ничего для вас сделать».

«Расскажи о себе».

«Обо мне?» — спрашивает Брэд, не реагируя на писк. Штуковина записывает звук для страховой компании и для последующего административного разбора. «У меня был кастинг на роль хирурга-кардиолога. Я должен был томно смотреть на медсестру». 

«Я так понимаю, тебя прокатили?»

«Даже не перезвонили. Но на выходе я взял флаер и попал сюда».

«Значит, это подработка?»

«Вроде того».

«Выглядишь вполне солидно».

«Это все халат, — отвечает Брэд. —У меня кое-что есть». Он достает из пакета шоколадный батончик.

«Подарок от симпатичного фальшивого врача».

Она улыбается и берет шоколадку. Пытается разорвать обертку. Брэд смотрит на нее.

«Доктор Брэд, поможете?».

«Ой, точно, простите».

«Кажется, я сама уже не смогу добыть себе еду».

>Бип. Бип. Исполняется протокол ОСС.

>Дотроньтесь до руки. Положите руку на плечо. Успокойте пациента.

«Я должен положить руку вам на плечо, — произносит он, — и успокоить перед сном».

«Хорошо», — говорит она.

>Бип.

Он кладет руку ей на плечо и смотрит на планшет, надеясь, что он подскажет правильные слова.

Оригинал: Wired
Автор: Чарльз Ю —  автор трех книг, включая «Как выжить в научно-фантастической вселенной», сценариев для HBO, AMC, FX и Adult Swim.

Следующий рассказ из цикла читайте по ссылке.

Переводил: Фёдор Гетманов
Редактировала: Анастасия Железнякова

Другие рассказы из цикла: Плацебо | Чувство долга

Сообщение прилетело как грозовая туча, как наваждение. Рой только что сел за рабочее место и уже успел взять новость в работу: два отряда боевиков устроили перестрелку у государственного трубопровода, к которому собирались нелегально подключиться. Девять убитых, семнадцать раненых.

Рой чувствует, как волна удовольствия бежит по его коже: из усталого жителя пригорода, спешащего на работу, он перевоплощается в опытного журналиста, вгрызающегося в сухой служебный отчет, чтобы превратить его в статью с цитатами представителей правоохранительных органов и подробностями об обеих группировках. («Ополчение Чистых Рук» стремится изолироваться в стенах своей огороженной коммуны. А вот члены группировки «Большое колесо» хотят уничтожить правительство и, возможно, даже пытались отравить водопровод Биллингса.) Рой присваивает готовой статье идентификационную метку ОполчениеВойныЗаВоду0809Х и отправляет для проверки на Ферму.

Не проходит и пятнадцати минут, как заметка, вся испещренная красным, снова оказывается у Роя на столе. Ферма сумела придраться почти к каждому слову.

Рой вздыхает. Когда-то в редакции «Дейли Аргус» были факт-чекеры, редакторы, юридические консультанты. Эти люди здесь больше не работают. Вместо них теперь Ферма — виртуальная машина, населенная триллионами различных ботов.

Некоторые боты невероятно сложны и сразу могут почуять любую идеологическую фальшь. Есть те, что активизируются при упоминании определенного слого: например #!кастрируйкапитализм!# или #!вернемамериканскиеценности!#. Есть даже бот, который приходит в невероятное возбуждение при упоминании о сэндвичах с яичным салатом. Новость не должна злить слишком многих ботов, потому что верхушка  «Аргуса» верит в их способность отразить то, как на сообщение отреагируют читатели и другие боты, но уже в реальном мире.

Каждая красная пометка снабжена ссылкой на комментарий бота, живущего внутри Фермы. Многим ботам-либертарианцам очень не понравилась статья Роя, потому что в ней он описал членов «Большого Колеса» как «антиправительственных экстремистов». Ботам-литовцам было неприятно прочитать слово «резня». Боты-сторонники всеобщего права на ношение огнестрельного оружия были недовольны упоминаниями огнестрельных ранений в третьем абзаце, а боты-сторонники правящей партии зашлись криком, прочитав о постоянно меняющейся официальной позиции правительства по вопросам нехватки воды. Боты-защитники природы не согласились с объяснениями причин водного кризиса, приведенными Роем в предпоследнем абзаце.

Внутри Фермы боты продолжают ругаться и строчить обличительные речи, которые никто никогда не прочтет. Никто, кроме Роя и других штатников, которые могут открыть вкладку и увидеть все дискуссии ботов под статьей в реальном времени. («Бесхребетные либеральные журнализды», — пишет бот по имени ВсемПоПушке. «Подключение к трубопроводу не может быть воровством, потому что вода — общая!» — кричит СвободнаяГолова.)

«Успокойся, подыши», — говорит себе Рой. Он притрагивается к клавишам в надежде, что их размеченные буквами ряды подскажут ему, как описать случившееся, не разозлив Ферму, и он сможет наконец пойти на ланч.

Рой живет в кубических апартаментах стандартного размера. Они точно такие же, как и 857 003 других жилых блоков в городе, участвующих в программе обмена. Раз в несколько дней, пока Рой спит, его квартира может переехать в другой район. Будет новое место лучше или хуже нынешнего — зависит от текущего состояния рынка недвижимости в благополучной части города. Иногда, открыв входную дверь, Рой обнаруживает битые бутылки и шприцы. В другие дни он оказывается в районе цветочных лавок и дорогущих кофеен. На этой неделе Рой обитает в модном райончике с множеством уютных скверов — таком, что хочешь не хочешь, а поверишь, что все движется в верном направлении.

Ладно. Вместо «перестрелки» напишем, что они «обменивались выстрелами». Слово «резня» уберем совсем, и заодно сократим часть про нестабильное снабжение водой. В абзац про идеологическое столкновение двух группировок можно впрыснуть немного противоядия: «Большеколесые»  больше не «вооруженные антиправительственные повстанцы», а «граждане, озабоченные чрезмерным госрегулированием». Обвинение в намерении отравить водопровод заменим фактом: «У них был с собой запас токсичных химикатов».

Через час Рой уже отправлял новую версию статьи обратно на Ферму, складывая руки в шуточной молитве. Шрамы на груди снова чесались, так что он прикусил язык, чтобы отвлечься. Может быть, он пойдет на обед в новою кафешку с узбекскими тако.

Ответ Фермы на этот раз пришел гораздо быстрее и содержал больше крикливых комментариев: статья растревожила целый новый кластер ботов («медиа чудила$$»): обновленный лид утверждает, что инцидент произошел в результате бесконтрольного забора воды «умными» городами. К тому же новый заголовок вопрошает, не было ли это первым противостоянием в новой войне за воду, и тем самым подпадает под закон Беттериджа (закон, выведенный британским журналистом Яном Бетериджем гласит, что если заголовок статьи содержит вопрос, на него можно ответить однозначным «нет» — прим. Newочём) — и привлекает внимание стаи ботов-беттереджистов. Кроме того, все боты до сих пор в ярости и теперь почуяли свежую кровь. 

Рой засел переписывать статью в третий раз, на этот раз придерживаясь только голых фактов. Что, где, когда, как и минимум почему. Но нет ничего, что привело бы Ферму в большую ярость, чем строгая последовательность фактов: становится слишком очевидным, кто сделал первый выстрел, а кто последний. Один из ботов визжит, что «тупые журнашлюхи» ушли на обед. Как же Рою хочется на обед.

Четвертая и пятая попытки тоже заканчиваются провалом. Рой наконец встает со стула и направляется к лестнице.

Через минуту он уже оказывается лицом к лицу с Джошем и Мэйвеном, главным редактором и издателем «Ангуса». Им около тридцати пяти, но выглядят они моднее и утомленнее своего возраста. Джош складывает руки домиком и говорит: «Каждую историю нужно рассказывать правильно, чего бы это нам ни стоило».

Мэйвен хмурится. «Жалобы вредят нашим рекламодателям, и мы не хотим спугнуть подписчиков. Они платят нам зарплату».

Джош говорит, что нужно быть ответственнее, а потом добавляет: «Люди нам доверяют, мы уважаемое издание. Стоит сделать один неверный шаг, допустить малейшее искажение, и мы все испортим».

«Но эти боты, — говорит Рой, — они изначально были ужасными, но теперь они с каждым разом становятся хуже. Им ничего не нравится, я уже испробовал все, что только можно».

«Если бы наша работа была бы легкой, — отвечает Мэйвен, — она не была бы такой важной».

«Боты эволюционируют, — добавляет Джош. — Возможно, то, что они помещены в изолированное пространство, ускоряет их развитие. Может быть, через несколько лет они смогут писать статьи сами».

Пустой желудок Роя скручивает так, что некоторое время он не может ничего произнести.

Затем он задает вопрос.

«Мы держим у себя этих ботов, потому что думаем, что они отражают общественное мнение? Или мы думаем, что люди настолько примитивны, что позволяют простейшим алгоритмам диктовать, как им  думать?»

«Да», — поднимает бровь Мэйвен.

«Мы здесь не для того, чтобы усложнить тебе жизнь, — говорит Джош. — Это отличная тренировка точного и осмысленного владения языком».

Рой возвращается к рабочему месту и в шестой раз переписывает заметку. К этому моменту большинство крупных изданий уже давно перешли от разбора фактов к аналитике.

Рой подолгу вглядывается в ленту комментариев Фермы. Некоторые имена появляются снова и снова, и Рою кажется, что он стал привыкать к их характерам и маниям. У Роя просыпается что-то вроде симпатии, когда он видит комментарии от ОбществаРазложения, кричащие о конспирологической теории про вмешательство Секретного Четырехстороннего Конгресса. Теперь все они — коллеги Роя.

«Я пришел в журналистику, чтобы помогать людям лучше понимать мир», — Рой говорит это вслух светящемуся экрану прямой трансляции с Фермы, где продолжают переругиваться боты.

Он возвращается к открытому документу, чувствуя внезапный странный прилив спокойствия, словно они с ботами понимают друг друга. В этот раз он пишет статью, из которой ясно, что где-то что-то произошло. Были выстрелы. Люди погибли. Были токсичные химикаты. Все винят всех. Муть, завернутая в невнятность и приправленная чушью.

Наконец, Ферма сжаливается и выдает десятой версии статьи Роя чистое карантинное свидетельство. Правда, бизнес-ланч к тому времени во всех ресторанчиках уже давно закончился.

Рой поддается странному позыву и загружает приложение Фермы на свой люкспод, чтобы можно было листать ленту по дороге домой. Небоскребы даунтауна маячат уже где-то вдали, а он все смотрит на бесконечно возникающие новые комментарии. Люди вокруг обсуждают шмотки и крафтовое пиво. К тому моменту, как поезд подкатил к его модному району, он относится к ленте Фермы нежно, словно ведет домой нового домашнего питомца.

Оригинал: Wired
Автор: Чарли Джейн Андерс — автор романов «Город посреди ночи» и «Все птицы в небе», победитель премии Небьюла.

Следующий рассказ из цикла читайте по ссылке.

Переводил: Фёдор Гетманов
Редактировала: Анастасия Железнякова

Пришло время разговора. Того самого. Да-да, о сексе. Конечно, в детстве родители, не долго думая, вывалили перед вами груду книг по анатомии. Это засовывают сюда. Вот эти вот странные штуки делают то-то. (Фу!) Вероятно, у вас были какие-то специальные уроки полового воспитания в школе или откровенные дискуссии с врачом. Но есть один пикантный секрет: когда разговор заходит о сексуальной анатомии — непосредственном источнике человеческой цивилизации — в знаниях людей обнаруживается шокирующее количество белых пятен. Да и не только у простых людей. У ученых!

Не забудьте оставить отзыв в iTunes, чтобы принять участие в розыгрыше книги «Идиотский бесценный мозг. Как мы поддаемся на все уловки и хитрости нашего мозга».

На это есть и чисто практическая причина: исследовать сексуальную сферу очень сложно. Даже сейчас, когда сенсоры и магнитные томографы показывают нам, что именно происходит внутри, когда мы занимаемся «этим самым», стерильные лаборатории не становятся уютнее, а процесс изучения тел в их стенах — приятнее. Но основа проблемы лежит в культурной плоскости: до Института Кинси (институт по изучению секса, гендера и репродукции, открытый в 1947 году при университете в Блумингтоне, штат Индиана — прим. Newочём) тема секса оставалась почти повсеместно табуированной. Другими словами, мы часто даже не подозреваем, как многого мы не знаем о наших телах. (Помните невероятный по своей познавательности урок о вагинах от Софии из сериала «Оранжевый — хит сезона»?)

Мы решили признаться в своем невежестве и сделать шаг в сторону исправления. Мы — это парень, изучающий вагинальные глубины, и девушка, познающая науку о пенисах. Анатомических знаний нам потребовалось гораздо больше, чем могут предложить плакаты и памятки в кабинете у гинеколога — мы обратились к нескольким свежим исследованиям, которые переворачивают наше представление о том, что же происходит во время секса. И мы хотим поговорить о них.

Джейсон Кей: Итак, мы исходим из предположения, что ничего не понимаем в сексуальной анатомии — но давай попробуем оценить границы нашего невежества. Можно ли сказать, что мы примерно знаем, как работает пенис, а вот то, что происходит во влагалище, остается для нас гораздо большей загадкой?

Кэти Палмер: Это все очень спорные вопросы. В медицинской литературе спорят даже из-за самых базовых элементов женской анатомии. Есть в Италии одна исследовательская группа, она состоит из отца и дочери, и недавно они сделали публикацию о том, что женский оргазм — это миф, потому, что точки G не существует. Подобные утверждения вызывают огромное количество вопросов.

ДК: То есть большинство согласны с тем, что женский вагинальный оргазм — не миф. Даже если точка G на самом деле и не некое конкретное место, как клитор, например, многие исследования доказали, что стимуляция всего клитуретровагинального комплекса приводит к глубокому оргазму, который ощущается всем телом. По мнению ученых, такого оргазма гораздо сложнее достичь, чем клиторального, который доставляет более поверхностное удовольствие.

КП: Так мило, что ты мне рассказываешь о женских оргазамах.

ДК: Знаешь, тут на меня давят тысячи лет патриархальной традиции. Итак, мужской оргазм прямолинейнее и проще женского, поэтому вызывает гораздо меньше вопросов. Есть белая штука — есть оргазм. Какие тут еще могут быть разночтения, правильно?

КП: Отвратительно! Естественно, я тебе этого так не оставлю: на самом деле с мужским оргазмом не все так просто. Во-первых, «белая штука» — это эякулят, а эякуляция и оргазм — это два отдельных явления. Оргазм происходит в головном мозге и сопровождается огромным выбросом сначала дофамина, затем окситоцина, затем запуском сложных нейромедиаторных механизмов, о которых мы пока понимаем далеко не все. А эякуляция — собственно семяизвержение — напротив, запускается на уровне спинного мозга. Это как рефлекс. Даже если бы мозг никак не был связан с пенисом, как бывает у мужчин с повреждениями спинного мозга, вы все равно могли бы выплеснуть семя. При прохождении определенной точки невозврата у тела уже нет другого выбора, кроме как выстрелить спермой.

ДК: Значит, эякуляция и оргазм у мужчин происходят раздельно (хотя рискну предположить, что в основном они происходят одновременно). Выходит, разница между женщиной и мужчиной не такая уж большая. В дополнение к тому, что реален вагинальный оргазм, так же реальна и женская эякуляция, и это тоже отдельное от оргазма явление. По крайней мере, так утверждает львиная доля современных исследователей секса. Я поговорил с исследовательницей Беверли Уиппл, которая в середине 1980-х многое сделала для популяризации точки G. (Забавный факт: коллеги предлагали назвать эту точку Whipple-Tickle (англ. щекотка Уиппл), но Беверли хватило ума отказаться. Она предпочла назвать ее пятном Грефенберга, или точкой G, в честь ее первооткрывателя.) По словам Уиппл, женский эякулят напоминает водянистое обезжиренное молоко и за один раз его выделяется где-то с чайную ложку. Тут стоит подчеркнуть, что глаголы «выделяется» и «высвобождается» использовать предпочтительнее, чем «исторгается». Уиппл утверждает, что несмотря на всю историческую подозрительность человека в отношении оргазмических выделений, упоминания женской эякуляции можно встретить в документах времен Аристотеля. Хотя тогда ее описывали скорее как некий нектар богов.

Кстати, женская эякуляцию ни в коем случае не стоит путать с феноменом, который называют «сквирт» (англ. брызгать), когда женщина… хотя слово говорит само за себя. 

КП: Погоди, выходит, состав эякулята отличается от обычной женской смазки?

ДК: Так и есть. Но в этом вопросе тоже есть противоречия. Некоторые исследователи просто объединяют почти все виды женских выделений под единым названием «вагинальная гиперлубрикация», то есть как раз смазка, но в большом объеме. Скорее всего, это просто довольно неточное описание. И если с одной стороны спектра жидкостей, выделяемых этим самым местом, у нас моча, то с другой — тот самый «нектар богов». «Сквирт» в таком случае окажется где-то посередине, хотя согласно последним данным исследований, он ближе к моче. По этой теме опубликовано не так много работ, но благодаря французам мы все больше уверены, что жидкость, выделяемая во время сквирта, почти полностью состоит из мочи. Свежее исследование продемонстрировало, что мочевой пузырь женщины заполняется во время секса и затем резко опорожняется (через уретру) во время оргазма. Стоит учесть, что в исследовании принимали участие всего семь женщин, и все участницы отмечали у себя обильные выделения. Может статься, что у всех них просто недержание мочи во время секса.

И тут обязательно нужно добавить: у людей есть уверенность (и во многом она сформировалась благодаря порнографии), что сквиртинг — это некое максимальное выражение женского удовольствия. Реальных подтверждений этой идеи пока нет. На данный момент исследователи готовы согласиться только с тем, что сквиртинг и эякуляция — это отдельные явления. Сквирт — это в основном моча со следовыми количествами секрета предстательной железы (да, у женщин тоже есть простата, также известная как преддверные железы). Эякулят же с биохимической точки зрения — гораздо более сложная жидкость. Ученые находят в ней сладкие на вкус молекулы сахаров.

КП: В сперме тоже есть фруктоза! И выделения целых пяти разных желез, смешивающихся вместе. Также в сперме есть цинк, лимонная кислота и, естественно, сперматозоиды. Меня удивило то, что основной объем жидкости берется из семенных пузырьков, а не из семявыносящих протоков. И еще забавный факт: сперма щелочная, чтобы нейтрализовать кислотность влагалища и не дать суровой среде этого адского отверстия погубить все семя, из которого нужно делать детей.

ДК: А правда, что если есть ананасы, сперма становится лучше на вкус?

КП: Чтооо?

ДК: Проехали.

КП: Ок, давай о другом. Как ты думаешь, какова средняя длина пениса?

ДК: Рискну предположить, что где-то 15 сантиметров.

КП: В расслабленном, эрегированном или растянутом состоянии?

ДК: «Растянутое» — это прямо что-то про средневековые пытки. Предположим, что в эрегированном.

КП: Ага! Завышенные представления, как я и предполагала. А вот если бы ты предварительно сверился с графиком международных средних значений, то выяснил бы: средняя длина члена в состоянии эрекции составляет 12,7 см, в состоянии покоя — 9 см. Что же до растянутого состояния, увы, и эту величину измеряют современные ученые, в среднем она составляет 10 см. (Одно из исследований показало чрезмерно большую длину растянутого состояния, а все потому, что перед измерением пенис оттягивали аж три раза.) Американские цифры оказались чуть выше. Согласно данным свежих исследований, средняя длина эрегированного пениса — около 13 см. Знай наших! Кстати, мужчины часто очень чувствительны ко всему, что касается различий длины пенисов. Доходит до того, что некоторые готовы даже ставить себе протезы.

ДК: Я считаю, что во всем виноват Марк Уолберг (имеются в виду знаменитые финальные кадры из фильма «Ночи в стиле буги» — прим. Newочём). Что интересно, у женщин тоже немало комплексов касательно своей анатомии. Влагалища, как и члены, бывают разных размеров и форм (см. Библиотеку половых губ — скорее всего, эту ссылку не стоит открывать на работе), и женщины тоже делают корректирующие операции. Если же говорить об исправлении реальных проблем, стоит обратить внимание на эректильную дисфункцию. 

КП: Да, но до этого стоит пролить свет на сам механизм эрекции.

ДК: Туда же вроде как просто накачивается кровь?

КП: Все гораздо сложнее. Мое любимое название научной работы по этой теме — «Эректильная гидравлика: максимизация притока и минимизация оттока». Но интересные биологические механизмы вступают в дело еще до того, как к члену приливает кровь. Самая важная для эрекции «деталь» пениса — пещеристое тело, это два губчатых цилиндра, окруженных мышечной тканью.

ДК: И у женщин такие есть. Они расходятся вглубь от клитора. С точки зрения эволюции — тот же самый механизм.

КП: Конечно. Когда мужчины возбуждаются, каскад нервных импульсов поступает из мозга в особые нервные окончания пениса, и начинается выделение нейромедиаторного вещества, оксида азота. Это вещество запускает передаточный механизм, который заставляет расслабиться мышцы, окружающие губчатые цилиндры, и впустить в них кровь. А давление мышц и твердость самого пениса воздействует на венозную сетку и поддерживает эрекцию, не давая крови вытечь обратно.

ДК: Понятно. Казалось бы, что тут может пойти не так?

КП: Очень многое. Эректильная дисфункция может быть вызвана и проблемами мозга, и проблемами тела в целом (например, насколько хорошо кровь снабжается кислородом, вот почему ожирение — один из факторов риска развития эректильной дисфункции), и пениса (если нервные окончания недостаточно чувствительны, чтобы передать сигнал в мозг и запустить процесс возбуждения). Любой из этих факторов может влиять на способность члена к эрекции. Но дисфункция также связана и с самовосприятием: когда мужчина сравнивает свои собственные достижения с рассказами друзей или опытом партнера.

ДК: Я рад, что ты снова упомянула культуру. Мне кажется, дело не в том, что влагалища более таинственные, чем пенисы, но они все равно вызывают гораздо более противоречивые разговоры. Есть ли людям что сказать о пенисе? Несомненно. У него странный вид, с ним рядом всегда болтается множество различного смыслового и символического багажа, включая вековую мужскую агрессию и доминирование. Но у людей, по крайней мере у моих знакомых, никогда ничего не «подгорает» в разговоре о пенисах. Мнения же насчет вагин, напротив, очень разнообразны — от преклонения до вселенского ужаса.

КП: О пенисах гораздо проще говорить в контексте биологии. Мужские особи — позеры, символ их сексуальности все время у прохожих на виду. Некоторые эволюционные биологи даже утверждают, что до изобретения одежды размер пениса увеличивался только для того, чтобы приманивать противоположный пол, а вовсе не для улучшения каких-то функциональных показателей (но кто сейчас верит этим эволюционным биологам, верно?). И да, здесь многое зависит от восприятия других людей. Женщины же, очевидно, не размахивают своей плодовитостью на каждом углу. Вот почему с вагиной связано столько загадок и непонимания.

ДК: И остается вопрос: женщинам сложнее получить оргазм из за физиологических сложностей или из-за культурных? Повторюсь, наука считает, что женского оргазма действительно сложнее достичь, но вполне возможно часть вины можно возложить и на те самые «загадки и непонимание» длиною в жизнь. Но так мы рискуем отойти от науки слишком уж далеко — а она сейчас необходима нам. От нее как-никак зависит будущее человечества — и женщин и мужчин.

По материалам Wired
Авторы: Джейсон Кей и Кэти Палмер

Переводил: Фёдор Гетманов
Редактировала: Анастасия Железнякова

Двенадцать отважных женщин не побоялись морозов и белых медведей, чтобы добраться до вершины мира. Эта экспедиция стала сближающим опытом, а еще предоставила уникальную возможность изучить реакцию женского организма на экстремальные условия.

Мариам Хамидаддин с трудом забралась в палатку. Она тряслась от холода. Подруги по команде сразу поняли, что ей нужно согреться, поэтому стали топить лед на примусе, чтобы сварить горячий суп.

Сняв перчатки, Хамидаддин заметила, что верхние фаланги ее пальцев от здоровой кожи отделяла линия: хрестоматийный пример обморожения.

Участница экспедиции Наташа Бришки едва совладала с собой, когда сняла перчатки. «Я посмотрела на свои пальцы и увидела четкую линию, — вспоминает она. — Я подумала: „О господи“». Ей удалось вычленить в памяти тот момент, когда холод пробрался в ее пальцы, но она не вспомнила ни секунды, когда бы от него особенно страдала. «Я совсем не чувствовала холода, — говорит она. — То есть ты мерзнешь постоянно, но в этом нет ничего особенного». Еще бы: при -37,7 градусах по Цельсию даже после краткого пребывания на холоде можно обморозить кожу. Если зажигать плиту, возиться с застрявшей молнией или подтирать зад голыми руками, можно заработать обморожение всего за несколько минут.

И лечиться будет непросто. Бришки и еще 10 участниц команды шли на лыжах по морскому льду на 89 градусах северной широты, направляясь к Северному полюсу. Для Женской евро-арабской экспедиции к Северному полюсу глава этой миссии, Фелисити Астон, провела тщательный отбор участниц. Они разрешили ученым следить за показателями своих жизненно важных функций, чтобы узнать больше об воздействии холода на женский организм. Женщины приехали со всех уголков Европы и Ближнего Востока: из Катара, Швеции, Омана, Исландии, Франции, России, Саудовской Аравии, Словении, Кувейта, Великобритании и с Кипра. Их возраст — от 28 до 50 лет.

Интересы Астон не были исключительно научными: она надеялась, что общая цель — дойти до Северного полюса — сплотит европейских и арабских женщин и поможет им глубже понимать культуры друг друга. Незадолго до начала экспедиции Ида Ольсон рассказала BBC, что за время подготовительных походов смогла понять, почему женщины на Ближнем Востоке прячут волосы под платком:: «Мне всегда казалось, что мужчины принуждают женщин носить хиджаб. Но девочки-мусульманки из нашей команды убедили меня в обратном: им самим так хочется, их никто не заставляет. Это меня поразило».

Астон также хотелось показать девушкам и женщинам, что не нужно быть супергероиней, чтобы достичь сложной цели. Среди членов группы были участницы ультрамарафона и гиды по дикой местности, но были и те, кто записались в экспедицию, не умея ходить на лыжах.

Шел первый день экспедиции. Он слился с предыдущим, который начался 40 часов и 885 км назад, в Лонгйире — самом северном поселении в мире. Оно расположено на архипелаге Шпицберген и служит базой для большинства экспедиций на Северный полюс. Утром накануне экспедиции планы путешественниц выглядели смутно: они не знали, когда смогут начать поход. Однако уже к вечеру, отужинав котлетами из лосятины и жареной картошкой, женщины договорились дождаться ближайшего вертолета в местном аэропорту, чтобы направиться в лагерь Барнео.

Барнео (не следует путать с Борнео — островом Малайского архипелага в юго-восточной Азии, третьим по величине островом в мире — прим. Newочём) — дрейфующий ледовый лагерь, который принадлежит Русскому географическому обществу. Каждый год в конце марта владельцы Барнео выбирают подходящую льдину в районе 89 градуса северной широты, возводят на ней дюжину отапливаемых палаток и сооружают взлетно-посадочные полосы. Около трех недель в году Барнео принимает туристов, лыжников и полярников, которые отправляются в пешие и лыжные походы к Северному полюсу или добираются туда на вертолетах.

Команду ожидал долгий ночной перелет, поэтому все пытались отдохнуть перед дорогой в аэропорт. Однако волнение было настолько велико, что даже вздремнуть никому не удалось. В 11 часов вечера экспедицию на двух микроавтобусах доставили в специально оборудованный ангар неподалеку от местного аэропорта. Время перед посадкой в вертолет участницы экспедиции проводили по-разному: кто-то звонил своим родным и близким, кто-то делал селфи. После очередного круга слезных прощаний женщины отправились на Барнео.

Барнео дрейфует, поэтому его координаты изменчивы. Русский грузовой вертолет Ми-8 доставил участниц экспедиции на 89 градус северной широты. Добраться до полюса группа намеревалась на лыжах. Несмотря на ночной перелет, в 6 часов утра женщины снарядились в путь. Каждой приходилось тянуть сани-волокуши, груженые сорокакилограммовой кладью: едой и экипировкой, без которых невозможно выжить в условиях вечной мерзлоты. За грядущую неделю женщины намеревались достичь Северного полюса, преодолев порядка 80 км ледяной пустыни.

Первый день выдался изнурительным. Ночью полярницы едва отдохнули, а сорокаградусный мороз Арктики стал настоящим испытанием после щадящих -14°C в Лонгйире. Участницы экспедиции тянули громоздкие сани, и команда долго силилась найти подходящую для всех скорость ходьбы: самые медленные плелись в хвосте, а быстрые — то и дело ожидая отстающих — топтались на месте, пытаясь согреться.

Женщины знали, что лучше держаться вместе — белые медведи опасаются кучных групп. Идти приходилось быстро: маршрут экспедиции пролегал по дрейфующей льдине, и каждый миг промедления мог отдалить участниц от заветной цели. Под действием адреналина в первый день команда преодолела целых 10 км.

Тело человека тяжело переносит подобные испытания. Чтобы привыкнуть к чрезвычайно низким температурам, организм запускает целую вереницу защитных механизмов: сердцебиение учащается, чтобы сохранить тепло, кровеносные сосуды сокращаются — в результате артериальное давление понижается, а конечности острее воспринимают холод. Во время адаптации к низким температурам активно сжигаются калории. Физический труд (например, многодневная лыжная ходьба) ускоряет этот процесс и может вызвать острый дефицит питательных веществ.

Участницы экспедиции испытывали интенсивное эмоциональное напряжение: страх подвести команду, риск обморожения, опасность набрести на белых медведей — все это вкупе с физическими нагрузками спровоцировало резкий скачок гормона стресса кортизола. Не стоит забывать, что у самого Северного полюса солнце никогда не садится за горизонт, но беспрестанно кружит над головой. Это сбивает естественные биологические часы организма, нарушает режим сна; показатели кортизола и сахара в крови существенно меняются. Такие физиологические реакции были желанной целью исследователей.

В течение первого дня похода беспорядочные мысли роились в голове Наташи Бришки: она думала о том, как держать лыжный шаг, а после беспокоилась, как бы не отморозить пальцы. Все это время целый комплект устройств фиксировал ее жизненные показатели (идентичные комплекты носили все участницы экспедиции). На правом запястье — несуразный аппарат, похожий на кнопочный калькулятор: он измерял пульс и качество сна. На левом — круглая пластинка термометра, закрепленная напульсником.

В ее бюстгальтере был встроен еще один термометр, на талии был повязан бандаж с акселерометром, который подсчитывал количество шагов, а микроигольный пластырь на левом предплечье измерял уровень сахара в крови. Тем утром Бришки собрала в пластиковую пробирку слюну — ее образцы помогут определить текущий уровень кортизола в организме — и заполнила психологический опросник. В дальнейшем, обработав имеющиеся показатели, ученые смогут составить физиологическую историю каждой путешественницы.

За одиннадцать дней до начала экспедиции Бришки не бороздит полярные льды, а мирно лежит на лабораторной кушетке. Вот уже полчаса на ее лице покоится кислородная маска. Бришки дышит ровно, но из-за пластикового респиратора каждый вдох звучит гулко. Похоже на дыхание Дарта Вейдера. Маска подключена к портативному аппарату, который анализирует уровень потребления кислорода в спокойном состоянии. В конце процедуры машина напечатает отчет-стенограмму с подробнейшей поминутной детализацией. Однако до тех пор Бришки велели расслабиться. Ей настрого запретили шевелиться, разговаривать, кашлять, читать и спать.

Что было непросто, учитывая ранний час. На часах — 7:30 утра, а пятеро участниц экспедиции, включая Бришки, спросонья приковыляли в клинику города Лонгйир для планового медицинского осмотра.

У дверей главного холла клиники гостей приветствует чучело белого медведя — расхожее украшение местных вестибюлей. Старшая медсестра приглашает членов экспедиции пройти в ординаторскую напротив операционной. Лонгйир — скромный городишко на 2000 жителей, поэтому операционная большей частью простаивает. «Однако, — поясняет медсестра, — порой приходится оперировать экстренных пациентов или проводить стандартную вазэктомию».

«Плевать вам придется немало, но это лучше, чем мочиться в пробирку посреди Северного полюса», — утешает будущих полярниц научный координатор экспедиции Одри Бергуньян. Она исследует физиологические особенности человеческого организма в Университете Колорадо, а также работает во Французском национальном центре научных исследований. Она огласила пространный перечень обязанностей участниц экспедиции, а позже направила женщин на заключительные осмотры: измерять потребление кислорода в состоянии покоя, сдавать образцы крови, взвешиваться и заполнять медицинские опросники.

В сферу научных интересов Бергуньян входит изучение процесса метаболизма и его зависимости от физических нагрузок. Она платила женщинам, чтобы те неподвижно лежали несколько месяцев, а также совместно с Европейским космическим агентством исследовала, как пребывание на МКС воздействует на космонавтов. После этого наблюдение за командой полярниц не кажется научной прихотью.

С тех пор как Бергуньян узнала о готовящейся экспедиции, она потеряла покой. Перед ней забрезжила перспектива уникального научного исследования: экстремальный арктический холод в сочетании с изнурительными физическими нагрузками могли многое рассказать о том, как человеческий организм адаптируется к самым тяжелым условиям.

До недавних пор метаболизм полярников был малоизучен. Предыдущие исследования проводились на небольших группах — от двух до пяти человек — и использовали, с точки зрения современной науки, устаревшую методологию. В новом тысячелетии опубликованы несколько десятков статей, посвященных исследованию энергозатрат полярных путешественников. Однако все они опирались на данные, собранные исключительно у мужчин в промежуток между 1957 и 1996 годами.

Нужно отметить, что никто прежде не исследовал процессы адаптации женского организма к условиям экстремально низких температур: женщины — редкие гости арктических пустынь. «В Музее истории освоения Северного Полюса нет ни одного упоминания о женщинах-полярницах!» — с досадой сетовала Мариам Хамидаддин.

В 2010 году физиолог Алистер Симпсон опубликовал статью, для которой изучил журналы зимовок в Антарктиде за последние шестьдесят лет. Симпсон отметил скудность сведений о женщинах-полярницах и предложил ученым собирать новые экспедиции, чтобы исследовать, как женский метаболизм адаптируется к природным условиям Антарктиды.

Когда у Бергуньян появился шанс понаблюдать за участницами этой экспедиции, она раздумывала недолго. Однако проект созрел не сразу. В 2009 году Фелисити Астон во главе своей прежней команды достигла Южного полюса. Именно тогда она задумала собрать очередную экспедицию, чтобы на этот раз покорить Северный полюс.

За время путешествия к Южному полюсу она узнала много нового о культурах и обычаях ее друзей по команде — жителей Сингапура, Брунея, Индии, Новой Зеландии, Кипра. Это впечатлило Астон настолько, что она несколько лет мечтала собрать команду женщин из восточных и западных стран. Тем самым она стремилась не только обеспечить культурный диалог, но и доказать всему мировому сообществу, что женщины, наряду с легендарными мужчинами-первооткрывателями, тоже способны совершать самые захватывающие путешествия.

Лишь в конце 2015 года Астон открыла набор в состав евро-арабской экспедиции на Северный полюс. «Опыт не требуется, но совершенно необходимы страсть и умение много и кропотливо работать», — написала она на своей странице в Facebook.

Эта публикация каким-то образом попалась на глаза Сьюзан Галлон и вызвала у нее живой интерес. Будучи морским биологом, она изучала тюленей на побережьях Тасмании, Бразилии и Шотландии, но ей прежде никогда не доводилось участвовать в подобных экспедициях. Тогда Галлон даже не догадывалась, что обладала неоспоримым преимуществом перед остальными: она умела стоять на лыжах.

Бергуньян убедила Галлон подать заявку. Они были близкими подругами и пережили немало приключений. Познакомились они еще в юношестве во время летней стажировки в Словении. Принимающая семья оказалась строгой, поэтому подружки тайком убегали из дому в пижамах и до утра отрывались в местных барах. Спустя несколько лет они ездили из Венгрии во Францию на попутках, колесили по ветреным шоссе Исландии. Бергуньян знала, что Галлон обладает необходимым рвением, а также неплохо подготовлена физически, чтобы добраться до полюса. Иногда Бергуньян шутливо замечала, что могла бы написать потрясающую научную работу, окажись ее подруга в составе экспедиции.

Галлон была одной из тысячи соискательниц, поэтому она приятно удивилась, когда Астон предложила ей пройти собеседование по Skype. Пары звонков хватило, чтобы Астон официально пригласила Галлон стать членом экспедиции. В тот день Сьюзан гостила в доме своей матери Лоры во Франции. «Фелисити сказала: „Добро пожаловать в команду“, — и Сьюзан разрыдалась от счастья, а когда успокоилась, призналась, что это лучше, чем сорвать джек-пот», — вспоминает Лора Галлон.

Когда члены команды согласились участвовать в путевых исследованиях, Бергуньян восторженно принялась за необходимые приготовления. Кодовое наименование проекта СИЛА ДУХА произошло от его официального научного названия: пСИхоЛогическАя аДаптация женского организма в УсловияХ северного полюсА.

Бергуньян признает, что акроним проекта может показаться заезженным и претенциозным, однако уверена, что он передает настроение женской экспедиции и отражает основные тенденции научного исследования. «Мы знаем крайне мало о том, что происходит с женским организмом в таких суровых условиях. Сейчас у нас появилась великолепная возможность восполнить это упущение», — заявила Джессика Девитт, профессор кафедры семейной медицины в Университете Колорадо. Вместе с Бергуньян она координирует научное наблюдение за участницами проекта. Полярные экспедиции — одна из многих областей, в которых остро не хватает сведений о женщинах. «Даже испытания лекарственных средств в подавляющем большинстве проводят на мужчинах-добровольцах», — отмечает Девитт.

Согласно установленному порядку, долгое время к медицинским экспериментам привлекали именно мужчин, несмотря на научные свидетельства того, что женский организм зачастую функционирует отлично от мужского. В организме женщины содержится больший процент подкожного жира, который активнее расходуется во время физической нагрузки. Если научиться заранее определять естественные потребности путешественников, будет легче снаряжать полярные, пустынные и даже космические экспедиции.

Для того чтобы снабдить пищей команду космического корабля, необходимы огромные денежные траты. По словам Бергуньян, каждые полкилограмма съестных припасов, загружаемые на борт космического аппарата, обходятся в 10 000 €. С одной стороны, могут возникнуть чудовищные экономические последствия, если поставлять еду про запас. Но если провизии окажется недостаточно, появляется риск заморить голодом членов космического экипажа. В решении таких вопросов важно соблюдать предельную точность.

Есть множество веских причин, почему подобных исследований до сих пор не было. Однако основных всего две: недостаток финансирования и бюрократические препоны. Чтобы запустить исследование с участием людей, необходимо обратиться в специальный комитет об этическом надзоре, который есть в каждой стране. Однако Северный полюс — суверенная территория, которая не подчиняется ни одной государственной юрисдикции. Поэтому Бергуньян потратила несколько месяцев, прежде чем смогла решить, куда обратиться в данной ситуации. Следует ли просить о помощи администрацию провинции Свальбард, чиновников Евросоюза или США, а может, и вовсе стоит ждать одобрения от властных структур стран участниц экспедиции? (В итоге она обратилась за поддержкой в США.)

Затем нужно было подумать о снаряжении. Для исследования требовались специальные портативные датчики, похожие на калькуляторы из 1980-х. Эти устройства стоимостью $1000 за штуку с высочайшей точностью измеряют пульс и качество сна. Также участниц экспедиции Бергуньян намеревалась снарядить специальной дважды меченой водой. Лабораторным путем состав такой воды модифицируется: атомы кислорода и водорода обогащаются, что позволяет ученым отслеживать меченые изотопы, когда они выводятся из организма вместе с мочой.

Такой анализ может помочь Бергуньян определить общий уровень энергозатрат женского организма, однако стоимость воды, обогащенной методом двойной метки, порой достигает $2300 на человека. Суммарные траты на оборудование, по подсчетам Бергуньян, составили $70 тыс, а общий вес превысил 80 кг. К счастью, Бергуньян не пришлось везти центрифугу для разделения крови — массивный короб, своей громоздкостью напоминающий принтеры конца 1990-х. В клинике Лонгйира такой аппарат уже был, поэтому Бергуньян облегченно вздохнула.

Строить планы приходилось с оглядкой на сроки экспедиции, которые, разумеется, могли измениться в любой момент. По дороге в аэропорт Денвера Девитт получила имейл от Бергуньян, в котором говорилось, что воздушное сообщение с Барнео восстановится только через десять дней. Это значило, что экспедицию придется отложить или вовсе отменить. «Все, что ни делается — все к лучшему», — утешал раздосадованную женщину водитель такси. Девитт уже начала сомневаться, стоит ли садиться на 24-часовой рейс с тремя пересадками. «Однако в своем письме Одри была уверена в успехе: „Нас ждет потрясающее приключение!“. Я села на самолет, убеждая себя, что мы разберемся со всем на месте». Похожий имейл мне прислала Бергуньян, когда я ожидала свой багаж в аэропорту Лонгйира. Было уже поздно что-то менять.

Легкомысленная целеустремленность преподнесла Бергуньян и Девитт несколько уроков. Уже в клинике они столкнулись с трудностями при заборе крови. Если первые два прошли без происшествий, то на третий медики никак не могли попасть в вену на руке Фелисити Астон. «Возможно, это хорошо, что мое тело так неохотно расстается с кровью», — подшучивала Фелисити во время процедуры. Все познается в сравнении: Астон много раз стойко справлялась с самыми тяжелыми испытаниями, поэтому ей нипочем пара-тройка лишних уколов.

В 2012 году Астон стала первой в истории женщиной, которая в одиночку прошла более 1500 км по льдам Антарктиды. На этот подвиг ей потребовалось 59 дней. Кроме того, она принимала участие в первой британской женской экспедиции по Гренландии, а также руководила походом к Южному полюсу. За свои заслуги Астон была удостоена ордена Британской Империи.

Также Астон преодолела 250 км Сахарского сверхмарафона, а недавно родила первенца. Как руководитель экспедиции Астон настраивала команду содействовать исследованиям. «Мы потерпим неудобства, потому что готовы собрать нужные вам сведения», — сказала Астон в беседе с Бергуньян и Девитт после знакомства участниц экспедиции с научно-исследовательским штабом.

Бришки выходит из кабинета, в котором Бергуньян измеряет состав тела — общую долю воды, костной и мышечной ткани в организме — и метаболический возраст каждой участницы экспедиции. Бришки сияет от счастья: аппарат заключил, что ее метаболический возраст — 30 лет.

Стройной словенке Наташе Бришки немного за сорок, но она по-девичьи легка и подтянута. Бришки — короткостриженная блондинка (парочка алых прядей в волосах подчеркивает ее детское жизнелюбие). Позже, во время забора крови, Девитт похвалила ее крепкие вены. «Я чувствую себя такой особенной! Мне сказали, что мне тридцать и у меня красивые вены!» — радовалась Бришки.

После долгих процедур — забора крови и кислорода, композиционного анализа состава тела, а также выдачи снаряжения участницам экспедиции — мы трое — Бергуньян, Девитт и я — нападаем на бургеры с пивом, однако очевидно, что мозг Бергуньян по-прежнему работает со скоростью сверхзвукового истребителя. Вынужденная отсрочка экспедиции в пух и прах разнесла многие ее задумки, но, к счастью, она умеет преодолевать трудности с поистине королевским достоинством. (Когда я впервые ей позвонила, она призналась, что забыла о нашей договоренности созвониться, потому что неделю назад ее дома ограбили, а машину угнали. Но она тут же поспешила меня успокоить, сказав, что она нашла свою машину и попросту угнала ее у грабителей.)

Она еще раз пробегает глазами по списку задач. Потребуется немало усилий и смекалки, чтобы вернуть проект в прежнее русло. Бергуньян обнаружила, что в лабораториях не хватает пробирок для путевых анализов. Доставка в Свальбард займет несколько недель. Столько времени у Бергуньян, конечно, нет. Но есть идея: она попросит своего жениха отправить посылку с пробирками из Колорадо во Францию. Там посылку получит мать Сьюзан Галлон, Лора. На следующей неделе она прилетит в Свальбард навестить дочь и возьмет посылку с собой. Конечно, план замысловатый, но действенный.

Тем временем команда старается не унывать из-за отсрочки экспедиции. Один из долгих норвежских вечеров мы коротаем в местной гостинице, где остановились наши подруги по команде. Мы варим пасту и смотрим двадцатиминутное видеонапутствие от друзей и родных Асмы Аль Тани. «Главное, чтобы тебя не съели белые медведи», — остерегает Асму дочь ее лучшей подруги. «К твоему возвращению мы сделаем сувенирную куклу. Ее аксессуарами будут сани, лыжи и маленькая бутылочка для мочи», — шутит кто-то из знакомых.

Аль Тани родом из королевской семьи: ее прадед основал Катар. До нее никто из катарцев не пытался покорить Северный полюс. Как и любого первопроходца, Асму поджидали вопросы без ответа, например, как молиться в сторону Мекки. «Формально на Северном полюсе можно молиться в любую сторону — везде юг, — рассуждала Аль Тани. — К сожалению, утверждать что-либо трудно. Я спрашивала местных алимов, но и они не смогли мне помочь. Думаю, они просто не хотели советовать мне того, в чем не были уверены сами, ведь раньше такого вопроса попросту не возникало».

После просмотра видео Асма проверяет свой телефон и с улыбкой сообщает, что популярный в Катаре Instagram-аккаунт сделал репост ее последней фотографии из Лонгйира. Затем она резко меняется в лице: улыбка гаснет, взгляд становится задумчивым. Асма подходит к окну и чуть слышно произносит: «Надеюсь, у нас все получится».

На восьмые сутки поневоле привыкаешь к тяготам экспедиции. Проснувшись, Бришки плюет в пробирку, а затем еще 10 минут неподвижно лежит в спальнике, прежде чем собрать слюну во второй раз. Бришки невтерпеж поскорее начать шевелиться: даже многослойный спальный мешок не уберегает от холода. Она думает о том, что могла бы начать снаряжаться в путь или топить лед для завтрака и утреннего кофе. Больше всего Бришки хочется опустошить мочевой пузырь.

Еще в первый день Хамидаддин доставили на вертолете обратно в Барнео. Ее обморожение оказалось излечимым. Станционный врач обещал, что все обойдется без ампутации. К радости Бришки, ее пальцы тоже больше не перемерзали: она постоянно разминала кисти рук и регулярно наносила согревающий бальзам.

Однако Бришки не прочь возвратиться домой. За последние несколько дней она изрядно намучилась со своими санями, которые то и дело норовили перевернуться на каждом пригорке.

Настоящей бедой стали торосы — нагромождения ледяных глыб. Править сани по ним — гиблое дело, поэтому участницам экспедиции приходилось переносить сани на руках вместо того, чтобы тащить волоком. Огромную опасность таили водные переправы, схватившиеся молодым льдом: один неосторожный шаг — и путешественница вместе с санями могла за считанные секунды оказаться под толщей ледяной воды. «На некоторых участках пути мы шутливо прощались друг с другом, — вспоминает Бришки. — Иногда лед выглядит крепким, но нельзя знать наверняка. Да и сани отстегнуть намного труднее, чем кажется». Галлон рассказала, что перед каждой переправой она ослабляла крепление для сцепки саней, чтобы быстро спастись, если провалится под лед.

Подчас было нелегко собирать материал для исследования Бергуньян. Она безусловно сделала все, чтобы упростить необходимые процедуры, однако трудности все равно возникали. Чтобы собрать образец слюны, нужно было откупорить маленькую пробирку, затем развязать шерстяной шарф, защищающий лицо от холода — не снимая плотных рукавиц. Бришки признается, что с трудом попадала в пробирку, отчего на ее балаклаве оставались отвратительные сосульки замерзшей слюны.

На восьмые сутки экспедиции в 7 часов вечера GPS-навигатор Астон сигнализировал, что команда достигла 90-го градуса северной широты. На этом месте Астон вколачивает стяг, чтобы увековечить их достижение. Через несколько минут льдину немного унесло к югу, но команда уже никуда не торопится: их Северный полюс — здесь. Женщины разворачивают флаги своих стран и позируют для фотографий. Вскоре за участницами экспедиции прибыл вертолет из Барнео. Ко всеобщему восторгу, из вертолета вышла Хамидаддин: наконец и она достигла Северного полюса.

Когда команда вернулась в Лонгйир, Бергуньян и Девитт уже там не было, поэтому их научные обязанности взяли на себя Галлон и Бришки. Целую неделю участницам экспедиции пришлось ходить на лыжах, тянуть тяжелые сани, взбираться на ледяные холмы, и беспрестанно дрожать от холода. Такие нагрузки отразились на физических показателях женщин: процент подкожного жира снизился, а мышечная масса возросла. За недельную экспедицию почти все похудели на 2 кг. Бришки не терпится поделиться результатами расчета своего метаболического возраста: «Кое-кто помолодел. Теперь мне 29!» — хвастливо заявляет она.

Для того чтобы структурировать результаты исследования, Бергуньян потребуется несколько месяцев, но она уже строит новые планы: через полгода она собирается прислать каждой женщине из состава экспедиции портативные комплекты оборудования для измерения ежедневных энергозатрат в повседневных условиях. (Единственное исключение — россиянка Ольга Румянцева. Она уже предупредила Бергуньян, что собирается пробежать четырехдневный сверхмарафон на 170 км. Поэтому в октябре Ольга может быть даже в лучшей форме, чем после экспедиции.)

Напоследок я спросила у Бришки, чем она думает заниматься теперь. В ответ она поделилась своим распорядком дня: «Буду просыпаться в районе 7 утра, работать до 4 или 5 с часовым перерывом на обед, вечером буду ужинать в городских кафе или посещать театр. Ах да, чуть не забыла, буду ходить в туалет и принимать душ тогда, когда захочу».

По материалам статьи Wired за авторством Джейн Ху

Переводили: Екатерина Кузнецова, Дмитрий Пятаков
Редактировали: Сергей Разумов, Анастасия Железнякова

Основополагающие взаимоотношения пациента и врача разрушены: у врачей стало слишком много задач, чтобы уделять должное внимание пациентам; проблем добавляют неправильные диагнозы и медицинские ошибки. В своей книге Deep Medicine терапевт Эрик Топол рассказывает, как в этом может помочь искусственный интеллект.

Несколько лет назад теплым солнечным днем мой 90-летний тесть подметал внутренний двор, как вдруг неожиданно почувствовал слабость и головокружение. Не в силах стоять на ногах, он заполз в квартиру на диван. Его трясло, но уже через несколько минут пришла моя жена Сьюзан — мы живем в квартале от него. Она написала мне на работу в клинику, где я заканчивал дела, и попросила приехать.

Когда я приехал, он был слаб и не мог самостоятельно подняться. Я не понимал, чем вызвано это состояние. Первичный осмотр ничего не показал: его речь и зрение были в порядке; мышечные и сенсорные функции тоже были в норме, за исключением легких судорог. Эхо- и кардиограмма на смартфоне не выявили отклонений. Несмотря на возможное сопротивление, я предложил отправиться в больницу, чтобы выяснить все окончательно.

Джон — ветеран Второй мировой войны, заслуживший медаль  «Пурпурное сердце» — никогда не болел. Только в последние месяцы у него появилось повышенное кровяное давление, для чего терапевт прописал ему слабый диуретик хлорталидон. В остальном его ежедневным профилактическим лекарством на протяжении многих лет оставался аспирин. С некоторым сомнением он согласился на осмотр, и мы вместе с женами поехали в местное отделение скорой помощи. Там доктор предположил, что у моего тестя инсульт, но компьютерная томография мозга не выявила отклонений. Однако потом пришли анализы крови, которые показали неожиданный критический уровень калия 1,9 моль/л — один из самых низких на моей памяти. Причиной этому не мог быть диуретик. Тем не менее Джона оставили на ночь для восстановления уровня калия.

Все было хорошо до тех пор, пока через несколько недель его не начало тошнить ярко-красной кровью. Он настолько не хотел признавать болезнь, что просил свою жену не звонить Сьюзен, — но она сильно переживала и все равно позвонила. И снова моя жена быстро приехала. Кровь была повсюду: в спальне, гостиной, ванной. Ее отец был бодр, несмотря на рвоту и черный, смолистый стул — признаки сильного желудочно-кишечного кровотечения. Его снова нужно было госпитализировать. Через несколько часов в больнице после осмотра и консультации гастроэнтеролога экстренная эндоскопия показала  варикозное расширение вен пищевода (сеть аномальных кровеносных сосудов), что и послужило причиной кровотечения у моего тестя.

Перед операцией по устранению кровотечения, Джону ввели анестезию и фентанил. Вечером, когда его доставили в палату, он с трудом мог связать несколько слов. Вскоре после этого он впал в глубокую кому. Тем временем пришли результаты его анализов: печень была в болезненном состоянии, а уровень аммиака в крови превышал все допустимые показатели. УЗИ показало цирроз печени. Мы быстро поняли, что варикозное расширение вен вторично по отношению к конечной стадии болезни печени. Мужчина, который 90 лет был абсолютно здоров, вдруг впал в кому с прогнившей печенью. Для снижения уровня аммиака в крови из-за печеночной недостаточности он не получал внутривенной или диетической поддержки, а только лактулозные клизмы. Вероятность выздоровления была нулевой, а лечащий врач и ординаторы сказали, что его уже не реанимировать.

В последующие дни мы, совместно с сотрудниками хосписа, планировали  перевезти Джона к нам домой, чтобы он мог умереть в кругу семьи. Поздней воскресной ночью, перед тем как мы должны были забрать тестя домой, моя жена и дочь пришли навестить его. Их обеих учили «исцелять прикосновением» и, выражая свою большую любовь, они провели несколько часов, разговаривая с Джоном и проводя это духовное лечение, пока он был в коме.

В понедельник утром моя жена встретилась с медсестрой из хосписа за пределами палаты. Сьюзен сказала, что до обсуждения деталей она хочет увидеться с отцом. Когда Сьюзен обняла его и сказала: «Папа, если ты меня слышишь, мы сегодня забираем тебя домой». Грудь Джона поднялась; он открыл глаза, посмотрел на нее и воскликнул: «Ооох». Она спросила, знает ли он, кто перед ним, и он ответил: «Сью».

Если бы существовала семейная байка Лазарей, то это была бы она. Все перевернулось с ног на голову. Мы отказались от плана позволить ему умереть. Когда прибыла бригада хосписа, мы сообщили, что транспортировка отменяется. Поставили капельницу. Членам семьи с восточного побережья сообщили о том, что Джон чудесным образом вернулся к жизни, и они могут навестить его. На следующий день Джон даже позвонил моей жене и попросил принести что-нибудь поесть.

Я навсегда запомнил, как вывозил Джона на коляске на улицу. К этому времени он находился в больнице уже десятый день и теперь, прикрепленный к множеству капельниц и катетеру Фолея, был бледен как полотно. Вопреки рекомендациям медсестер, я собрал его и вывез на площадку перед больницей полюбоваться прекрасным осенним днем. Мы спустились по тротуару и поднялись на небольшой холм рядом с больницей; ветер доносил до нас чудесные ароматы эвкалиптовых деревьев. Мы говорили, а затем оба расплакались. Я думаю, он радовался тому, что жил и видел свою семью. Джон был моим приемным отцом последние 20 лет, с тех пор как умер мой родной, и мы с ним были очень близки уже почти 40 лет со дня нашего знакомства. Я никогда не думал, что он может заболеть — у Джона всегда было крепкое здоровье. И теперь, когда он вернулся к жизни в здравом уме и твердой памяти, я думал о том, сколько ему осталось. Заболевание печени на конечной стадии было большим потрясением, так как Джон почти не пил. Результаты анализов крови показали наличие антител, что предполагало отдаленную возможность первичного билиарного цирроза — редкого заболевания, диагностировать которое в возрасте 91 года не имело особого смысла (вся семья собралась в больнице, чтобы отметить его день рождения). Неопределенностей было много.

В скором времени его не стало. Врачи спорили, проводить ли ему склерозирование вен пищевода, чтобы избежать повторного кровоизлияния, но для этого пришлось бы еще раз делать эндоскопию, а он едва восстановился после  прошлого раза. Через неделю его уже собирались выписывать, но в результате очередного кровоизлияния он скончался.

Но какое все это имеет отношение к коренным изменениям в области искусственного интеллекта? История моего тестя поднимает несколько важных вопросов о здравоохранении, которые связаны с тем, как больницы и пациенты взаимодействуют между собой.

Первый вопрос — что мы делаем, когда жизнь пациента подходит к концу. Мы уже наблюдаем взрывной рост развития такого раздела медицины, как паллиативная терапия. В ближайшее время паллиативную терапию ожидают кардинальные изменения: в разработке находится новое оборудование, которое будет анализировать данные электронных медицинских карт пациентов для точного предсказания времени смерти, а также предоставлять врачам информацию о показателях, повлиявших на процесс прогнозирования. В дальнейшем улучшение технологий, использующих глубокое обучение,  может оказать позитивное влияние на работу специалистов в области паллиативной терапии в 1700 американских клиниках, что составляет 60% от их общего числа.

В США насчитывается всего лишь 6600 сертифицированных специалистов в области паллиативной терапии, или один специалист на тысячу двести больных, находящихся под наблюдением. Ситуация требует серьезного повышения эффективности без ущерба для качества предоставляемой помощи. Меньше половины пациентов, госпитализированных для получения паллиативной медицинской помощи, в действительности получают ее. Между тем 80% всех пациентов, находящихся на грани смерти, хотели бы умереть дома, но удается это немногим — 60% пациентов умирают в больницах.

Необходимо точно прогнозировать предполагаемое время смерти: это чрезвычайно важно, ведь от прогноза зависит, смогут ли пациенты, которые хотят умереть дома, исполнить свое желание. Врачи, как мы знаем, не очень успешны в своих прогнозах. На протяжении многих лет для предсказания смерти пациента врачи и медсестры использовали так называемый «вопрос о неожиданности». Они вспоминали состояние пациента и спрашивали себя: «Удивлюсь ли я, если он умрет в течение ближайших двенадцати месяцев?» Систематический обзор двадцати шести медицинских журналов, содержащих прогнозы времени смерти пациентов, показал, что их средняя точность была меньше 75%, при этом наблюдался широкий разброс в точности предсказаний.

Вместе со свой командой Ананд Авати, ученый в области информационных технологий из Стэнфорда, представил алгоритм глубокого обучения, работающий с электронными медицинскими картами для прогнозирования времени смерти. Может показаться, что статья под названием «Совершенствование паллиативной медицинской терапии посредством технологии глубокого обучения» говорит совершенно о другом, но не спешите с выводами: речь в ней ведется именно о создании алгоритма, вычисляющего дату смерти пациента. В 2009 году общество серьезно обеспокоилось, когда Сара Пейлин во время дебатов о федеральном законодательстве в области здравоохранения впервые использовала термин «death panels» — «комитеты смерти». (Термин использован для критики предложения президента Обамы по реформе здравоохранения, в рамках которой молодые люди обладали приоритетом перед пожилыми на получение медицинской помощи и высокотехнологичных медицинских протезов. — прим. Newочём.) Но в то время этот вопрос неизбежно затрагивал врачей. Сегодня же мы говорим о машинах. Восемнадцатислойная нейронная сеть, обучающаяся на основе медицинских карт почти 160 тысяч пациентов, смогла с поразительной точностью предсказать время смерти 40 тысяч гипотетических больных. Алгоритм обращал внимание на те показатели, которыми пренебрегали врачи: например, на число рентгеновских снимков в медицинской карте, в том числе снимков спины или мочевыделительной системы. Статистическая точность этого метода сравнима с прогнозированием, основанном на возрасте человека. Результаты оказались впечатляющими: более 90% людей, жизнь которых, согласно прогнозам, должна была закончиться в течение последующих 3-12 месяцев, действительно скончались. Такая же точность наблюдалась и с теми, кто должен был прожить дольше года. Примечательно, что для обучения алгоритма использовали данные двухсот тысяч пациентов. Причем такой точности результатов удалось достичь, используя только лишь структурированные данные из электронных записей, такие как возраст, срок госпитализации пациента, какое лечение он проходил и какие снимки делал. Алгоритм не использовал результаты лабораторных анализов, не рассматривал гистопатологические заключения или расшифровки рентгеновских снимков, не говоря уже о результатах комплексных диагностических исследований каждого конкретного пациента, включая его психологическое состояние, желание жить, походку, кистевую силу и многие другие параметры, связанные с продолжительностью жизни. Представьте, насколько бы возросла точность прогнозов, если бы алгоритмы анализировали все эти данные!

Алгоритм прогнозирования смерти предвещает серьезные изменения в области оказания паллиативной медицинской помощи. Уже появились компании, серьезно заинтересованные в совершенствовании вышеописанных методов. CareSkore — одна из них. Однако прогнозирование того, умрет ли человек в больнице, лишь часть работы, которую могут делать нейросети, используя данные электронных медицинских карт. Команда Google в сотрудничестве с тремя академическими медицинскими центрами использовала данные более 216 тысяч госпитализаций 114 тысяч пациентов и более 47 миллиардов единиц данных для прогнозирования с помощью нейросети. Нейросеть предсказывала время смерти пациента, продолжительность его пребывания в больнице, вероятность повторной госпитализации и дату окончательной выписки. В большинстве случаев точность прогнозов была хорошей или весьма удовлетворительной. Немецкая команда разработчиков использовала глубокое обучение для анализа данных 44 тысяч пациентов, чтобы с предельной точностью предсказать смерть в больнице, отказ почек и геморрагические осложнения после операций.

DeepMind AI работают совместно с Министерством по делам ветеранов США, чтобы предсказать результат лечения 700 тысяч ветеранов. ИИ также использовался для прогнозирования того, выживет ли пациент после трансплантации сердца, а также для увеличения точности генетической диагностики с помощью комбинирования информации с электронных медицинских карт и результатов секвенирования ДНК. Конечно, математическое моделирование и логистическая регрессия уже применялись для работы с подобными данными, но использование машинного и глубокого обучения в сочетании с огромными объемами данных привело к значительному повышению точности прогнозирования.

Возможный спектр применения данных технологий очень широк.  Как отметил врач и писатель Сиддхартха Мукерджи: «Я не могу избавиться от небольшого внутреннего дискомфорта, когда думаю о том, что компьютерный алгоритм может понять мораль лучше, чем большинство людей». Очевидно, алгоритмы могут помочь пациентам и их лечащим врачами принимать решения, связанные как с оказанием паллиативной помощи, так и с лечением, цель которого — полное выздоровление. Они также могут повысить эффективность использования отделений интенсивной терапии, реанимаций и аппаратов искусственной вентиляции легких. Сходным образом, использование данных прогнозирования страховыми компаниями для возмещения расходов может стать серьезной проблемой.

Возвращаясь к истории моего тестя, его серьезные проблемы с печенью, о которых долгое время никто не знал, могли бы быть спрогнозированы на основе результатов лабораторных анализов, которые он сдавал во время госпитализации. Уже тогда они показывали критически низкий уровень калия в крови. Алгоритмы искусственного интеллекта смогли бы выявить настоящую причину его недуга, которая и по сей день остается неизвестной. История о том, как жизнь моего тестя подходила к концу, также наводит на мысль, что существуют факторы, которые никогда не сможет усвоить ни один алгоритм. Врачи учитывали результаты лабораторных анализов, печеночную недостаточность, возраст и иммунологическую толерантность организма моего тестя, а потому пришли к выводу, что он больше не проснется и, вероятно, умрет в течении нескольких дней. В конечном итоге, алгоритм был бы точен, если бы спрогнозировал, что моему тестю не удастся пережить эту госпитализацию.

Но подобные прогнозы не говорят, что делать, пока пациенты все еще живы. Когда мы размышляем обо всем, что связано с жизнью и смертью человека, трудно думать о машинах и алгоритмах — этого попросту недостаточно. Несмотря на все прогнозы врачей, он вернулся к жизни и смог отметить свой день рождения вместе со своей большой семьей: мы делились воспоминаниями, смеялись и дарили друг другу любовь. Я понятия не имею, помогли ли ему исцеляющие прикосновения близких, хотя мои жена и дочь уверены, что это имело свое воздействие. Но, если бы в тот момент мы отказались от всяких попыток продлить его жизнь, он бы упустил шанс увидеть свою семью,  попрощаться со всеми ее членами, выразить свои глубокие чувства. У нас нет алгоритма, который определит, важно ли это.

По материалам Wired
Автор: Эрик Топол

Переводили: Екатерина Егина, Андрей Зубов
Редактировали: Слава Солнцева, Дмитрий Пятаков

В прошлом году японская компания SoftBank открыла в Токио магазин мобильных телефонов, где все рабочие места были отданы продавцам-консультантам — и каждого из них звали Пеппером. Собрать такой штат было не так сложно, как кажется: все сотрудники были роботами.

Если точнее, это были роботы-гуманоиды, которых SoftBank описал как созданий «добродушных, обаятельных и готовых удивлять». Каждый Пеппер был оборудован тремя разнонаправленными колесами, системой предупреждения столкновений, многочисленными датчиками, парой рук, а также расположенным на груди робота планшетом, с помощью которого клиенты могли вводить данные. Пеппер был способен «выражать чувства» и использовать 3D-камеру и две HD-камеры, чтобы «распознавать передвижения и эмоции собеседников».

Кроме того, говорящий робот якобы мог различать радость, печаль, гнев и удивление, а также определять, в хорошем или плохом настроении находится стоящий перед ним человек. Инженеры, создавшие Пеппера, считали, что эти способности сделают из него идеального продавца-консультанта. Они оказались правы: больше 10 тысяч таких роботов сегодня трудится в магазинах SoftBank, пиццериях сети Pizza Hut, на бортах круизных лайнеров, в обычных домах и множестве других мест.

В другом, не столь обеспокоенном мире Пеппера, возможно, приняли бы за любопытную технологическую новинку. Но многие «эксперты» и прогнозисты убеждены, что этот робот — знак чего-то гораздо более серьезного, а именно — растущего вытеснения людей с рабочих мест. (Фотографии Пеппера с его кукольными глазами сопровождали многочисленные статьи с заголовками вроде «Робот придет за вашим рабочим местом».)

За последние несколько лет расхожим стало мнение, что невероятные достижения в робототехнике и искусственном интеллекте приведут нас к безработному будущему. Цитируя название популярной книги Эрика Бриньолфсона и Эндрю Макафи, исследователей из Массачусетского технологического института, мы живем в эпоху «второй эры машин», когда любая рутинная работа — в производстве, продажах, бухгалтерии, кулинарии — будет стремительно автоматизироваться. С течением времени такая же участь ждет и сложные аналитические профессии. К примеру, широко цитируемое исследование 2013 года, проведенное учеными Оксфордского университета, свидетельствует о том, что в течение следующих 20 лет почти половина профессий в США рискует быть полностью автоматизированной. Нам твердят, что развязка неизбежна: роботы приближаются, а люди отступают.

Тревогу насчет автоматизации легко объяснить исключительным прогрессом технологических компаний в робототехнике и искусственном интеллекте, который сегодня способен, кроме всего прочего, побеждать чемпионов в игре го, одурачивать мастеров техасского холдема (популярная разновидность покера — прим. Newочем) и безопасно управлять машиной. Так, идея о том, что мы находимся на пороге немыслимого прорыва автоматизации, действительно согласуется с распространенным в Кремниевой долине мнением, что мы живем в эпоху беспрецедентных и ускоряющихся инновационных процессов. Некоторые главы компаний, включая Сэма Альтмана из Y Combinator и создателя Tesla Илона Маска, настолько уверены в неизбежности безработного будущего (и, вероятно, настолько же опасаются факелов и вил), что изо всех сил пытаются придумать систему социальной защиты, которая пришлась бы кстати в мире с низким уровнем занятости. Отсюда в Кремниевой долине и внезапная воодушевленность основным базовым доходом — пособием, которое должно по умолчанию выплачиваться всем гражданам. Эти деньги позволят им на что-то жить после того, как они перестанут быть востребованы на рынке труда.

Эта драматичная история об автоматизации и постоянной безработице плотно закрепилась в умах людей нашего времени. Правда, есть в ней одна загвоздка: на самом деле, существует не так уж много подтверждений тому, что такое положение дел когда-нибудь наступит.

Представьте, что вы пилот старого самолета. Вы летите в плохую погоду, не видите горизонта, и к тому же злой и сбитый с толку пассажир орет, что самолет летит прямо вниз. Как бы вы действовали? Без сомнения, вы бы доверились своим приборам: высотомеру, компасу и авиагоризонту — они бы подсказали вам правильное направление, и вы продолжили бы полет.

А теперь вообразите себя экономистом. Охваченный ­паникой программист сообщает вам, что его разработки вскоре оставят людей по всему миру без работы. Как и в предыдущем примере, у вас наверняка найдется парочка статистических инструментов, которыми вы сможете воспользоваться и проверить, подтвердится ли этот прогноз. Если бы автоматизация на самом деле переустраивала экономику США, происходили бы две вещи: совокупная производительность труда резко возрастала бы, а работу стало бы найти еще труднее, чем раньше.

Рассмотрим производительность — меру, которая связывает проделанную человеком работу со временем, за которое она была завершена. Поскольку автоматизация позволяет компаниям производить больше при участии меньшего количества людей, ее волна должна вызвать скачок производительности. Однако за последнее десятилетие рост этого показателя по историческим меркам был крайне мал. В период расцвета экономики США (с 1947 по 1973 год) производительность труда в среднем росла примерно на 3% в год. Начиная с 2007 года, рост составил лишь 1,2% — это самый низкий показатель за все время после Второй мировой войны. За последние два года — как раз за тот период, когда человечество особенно обеспокоено насчет автоматизации, — производительность труда выросла всего на 0,6%. Вы бы никогда не столкнулись с подобными цифрами, если бы роботы действительно успешно и массово заменяли малоэффективных людей. Как отмечает Макафи, «низкий рост производительности ставит под вопрос все эти байки о невероятном технологическом прогрессе».

Возможно, замедленный рост производительности отчасти связан с переходом людей от работы в промышленности к занятости в сфере услуг (где продуктивность всегда была ниже, чем на заводах и фабриках). Но даже в промышленности, где автоматизация активно применяется уже десятилетиями, этот рост также оказался ничтожным. «Уверен, где-то есть фабрики, на которых автоматизация меняет дело к лучшему, — считает экономист из Центра экономических и политических исследований Дин Бейкер, — но это точно не повсеместная тенденция».

Рынок труда тоже не проявляет особых признаков начала робопокалипсиса. Уровень безработицы составляет меньше 5%, а во многих штатах страны наниматели жалуются на недостаток рабочей силы, а не на ее избыток. И хотя миллионы американцев потеряли работу во время мирового экономического кризиса, сейчас они возвращаются и начинают занимать рабочие места. Еще более поразителен тот факт, что, как только ситуация на рынке труда улучшилась, зарплата рядовых работников возросла. Разумеется, по историческим меркам этот рост оказался очень небольшим, но тем не менее зарплаты действительно растут быстрее, чем инфляция и производительность труда. Такого точно никогда бы не произошло, если бы люди и правда «устаревали».

Если бы автоматизация действительно сильно сказывалась на рынке труда, мы наверняка могли бы наблюдать процесс, который экономисты называют текучкой кадров: после потери рабочих мест люди переходили бы из компании в компанию и из одной сферы деятельности в другую. Но мы видим прямо противоположную ситуацию. Согласно недавней статье Роберта Аткинсона и Джона У из Фонда информационных технологий и инноваций, «в Америке сегодня процент людей, переходящих из одной компании в другую, находится на историческом минимуме». С 2000 года — а именно с расцвета интернета и появления искусственного интеллекта — текучка кадров составила всего 38% от показателя за период между 1950 и 2000 годами. Эти данные явно согласуются со статистикой, которая говорит, что с 2000 года средняя продолжительность трудового стажа в Америке не сокращается, а наоборот — растет. Другими словами, для большей части занятого населения США это было скорее время поразительной стабильности, а не страшных потрясений. На самом деле, средняя продолжительность непрерывного трудового стажа сегодня приблизительно равна показателю за 1950 годы — период, который мы считаем наиболее стабильным.

Все это не означает, что автоматизация и искусственный интеллект не вносят большого вклада в экономику. В действительности в этом вопросе гораздо больше нюансов, чем это преподносится в страшилках о конце света. Проводившееся в 17 странах тщательное исследование влияния роботов на промышленное производство, сельское хозяйство и сферу обслуживания обнаружило, что из-за машин рабочее время низкоквалифицированных работников сократилось. Однако это не повлияло на общее время работы людей, а зарплаты только увеличились. Иначе говоря, автоматизация может сказаться на наших профессиях, но пока сложно утверждать, что она приведет нас в мир безработицы. Интересно, что о своих прошлых высказываниях сейчас говорит Макафи: «Если бы мне представилась возможность озвучить это снова, то я сделал бы больший акцент на том, к каким структурным изменениям в экономике, а не в сфере труда, приводят технологии. Основная проблема — это не просто потеря работы. Это изменения в востребованности профессий».

Макафи приводит в пример сферы розничной торговли и логистики, в которых автоматизация может играть значительную роль. Но даже в этих секторах экономики количество потерянных рабочих мест не ужасает так, как об этом кричат некоторые газетные заголовки. Goldman Sachs недавно опубликовал доклад с прогнозом, что 300 тысячи водителей могут в конечном счете потерять работу из-за беспилотных автомобилей. Однако банк утверждает, что в ближайшие 25 лет этого не произойдет, а экономике этого времени будет достаточно, чтобы приспособиться к таким изменениям. Между тем недавнее исследование, проведенное Организацией экономического сотрудничества и развития, говорит, что 9% всех профессий в 21 стране мира находится под серьезной угрозой, исходящей от автоматизации. Это значительный показатель, но точно не катастрофический.

Конечно, существуют и куда более пугающие прогнозы (например, вышеупомянутое исследование Оксфордского университета). Но при более внимательном изучении оказывается, что, согласно этим предположениям, если профессия может быть автоматизирована, то в скором времени роботы поглотят ее целиком. Такие версии переоценивают скорость и полноту автоматизации в реальном мире: история доказывает, что этот процесс куда более сложный. Например, банкомат — это образцовый пример машины, спроектированной для того, чтобы трудиться вместо человека. Впервые банкомат был представлен в 1970 году, а к концу 1990 годов получил широкое распространение. Сегодня по всей Америке установлено более 400 тысяч подобных аппаратов. Однако экономист Джеймс Бессен приводит данные, что с 2000 по 2010 год число банковских кассиров только возросло. Такая ситуация сложилась, потому что благодаря банкоматам открывать банковские отделения стало дешевле, и при этом среднее количество кассиров на отделение уменьшилось. Так банки начали расширяться активнее. Правда, сегодня Министерство труда прогнозирует, что к следующему десятилетию количество кассиров сократится на 8%. Но восемь процентов — это не пятьдесят. К тому же прошло 45 лет, пока машина, которая должна была заменить людей, впервые встала на их место. (Бессен взглянул на этот вопрос шире и обнаружил, что из 271 профессии, перечисленной в переписи 1950 года, только одна — лифтер — полностью стала жертвой автоматизации к 2010 году.)

Разумеется, сегодня автоматизация проходит быстрее, чем раньше, поэтому статистической информации о таких простых механизмах, как банкомат, недостаточно, чтобы делать прогнозы на будущее. В книге Рэя Курцвейла «Сингулярность близко» (The Singularity Is Near) — которая, кстати, вышла 12 лет назад, — описан момент, когда технологическое общество попадает в период изгиба кривой экспоненциального роста, давая начало взрыву достижений, дополняющих друг друга. В индустрии технологий бытует расхожее мнение, что мы сейчас находимся на этапе, когда «скорость инновационного развития растет в геометрической прогрессии», как об этом говорит футуролог Питер Новак. И снова состояние экономики свидетельствует совсем о другом. В недавней статье Лоуренса Мишеля и Джоша Бивенса из Института экономической политики указывается, что «скорость автоматизации, в широком понимании этого термина, в последние 10 лет была медленнее». Более того, сейчас темпы развития микропроцессора начали замедляться и отставать от установленного законом Мура прогноза.

Непохоже, что корпоративная Америка верит в безработное будущее. Если бы выгода от автоматизации была такой же значительной, как предполагалось, компании вкладывали бы деньги в новые технологии. Но они этого не делают. За последнее десятилетие объем инвестиций в программное обеспечение и информационные технологии рос медленнее, чем раньше. Мишель и Бивенс также указывают на то, что с 2002 года количество капиталовложений начало расти с наименьшей скоростью за весь послевоенный период. Такое положение — противоположность тому, что происходило бы в стремительно автоматизирующемся мире. А что касается таких устройств, как Пеппер, то в прошлом году общие расходы США на робототехнику составили всего 11,4 миллиарда долларов. Это примерно шестая часть денег, которые американцы ежегодно тратят на своих домашних животных.

И все же: почему так много людей даже за пределами Кремниевой долины продолжают верить в победу роботов, если данные свидетельствуют об обратном? По крайней мере в Америке причиной этому послужило совпадение двух растространенных тенденций. С 2000 по 2006 годы шесть миллионов рабочих мест на производстве были ликвидированы, а зарплаты во всех секторах экономики остановились на месте. Как раз в это время промышленные роботы начали набирать популярность, интернет, казалось, менял все, а искусственный интеллект впервые доказал свою полезность. Так, вполне логично было объединить эти явления: роботы уничтожили хорошо­ оплачиваемые рабочие места на производстве и теперь надвигались на остальных, пока еще спасшихся.

Но помимо этого около 2000 года в мировой экономике произошло кое-что другое: Китай вступил во Всемирную торговую организацию и значительно активизировал производство. И именно это, а не автоматизация, погубило американскую промышленность. В недавней статье экономистов Дарона Аджемоглу и Паскуаля Рестрепо с актуальным названием «Роботы и работы» (Robots and Jobs) много внимания уделяется утверждению, что с 1990 года промышленная автоматизация вызвала исчезновение 670 тысяч рабочих мест. Но только с 1999 по 2011 год торговля с Китаем повлекла за собой исчезновение 2,4 миллиона рабочих мест — это почти в 4 раза больше упоминавшегося экономистами показателя. «Если вы хотите узнать, что произошло с производством после 2000 года, ответом будет не автоматизация, а Китай, — говорит Дин Бейкер. — Мы переживали серьезный торговый дефицит, в основном вызванный производством, а также наблюдали в этой отрасли резкий спад в количестве рабочих мест. Говорить, что эти две вещи не связаны — бред». (Другими словами, Дональд Трамп не совсем ошибается насчет того, что случилось с работой на предприятиях Америки.)

Тем не менее, в ближайшие десятилетия автоматизация все же уничтожит множество ныне существующих профессий. Как говорит Макафи, «рано пока говорить о таких вещах, как искусственный интеллект, машинное обучение, беспилотные легковые и грузовые автомобили. Их реальное влияние не будет ощущаться еще много лет». Пока не совсем понятно, будет ли воздействие этих разработок на рынок труда заметно значительнее, чем то, что наблюдалось при модернизации технологий в прошлом. Привлечение техники к труду — это, в конце концов, не новая практика, а доминирующая тенденция последних 200 лет экономической истории: возьмем в качестве примера хлопкоочистительную и стиральную машину или автомобиль. Снова и снова, по мере того, как огромное количество профессий исчезает, появляются новые. Снова и снова у нас плохо получается предсказать, какой работой нам в конце концов предстоит заниматься.

Даже нашу тревогу насчет автоматизации и компьютеризации с трудом можно назвать чем-то новым: она перекликается с опасениями, распространенными в конце 1950 и начале 1960 годов. И тогда эксперты были уверены, что автоматизация приведет к постоянной безработице. Специальный комитет по тройной революции — группа ученых и мыслителей, обеспокоенных влиянием того, что тогда называлось кибернетизацией, — утверждал, что «возможности машин возрастают куда быстрее, чем способность многих людей идти с ними в ногу». Вилбур Ферри из Центра изучения демократических институтов в 1965 году написал: «Кибернетизация разорвала связь между работой и заработком и тем самым начала вытеснять из экономики ­постоянно растущую массу мужчин и женщин». Замените слово «кибернетизация» на «автоматизацию» или «искусственный интеллект» и поймете, что то же самое может быть написано и сегодня.

Особенность нашего времени — страх сразу перед двумя противоположными вариантами будущего. С одной стороны, нам твердят, что роботы займут наши рабочие места и их большая производительность начнет изменять отрасль за отраслью. Если это случится, темп экономического роста будет стремительно увеличиваться, и общество станет куда богаче, чем сегодня. Но в то же время нам говорят, что мы живем в эпоху долгого застоя и застряли в экономике, которая обречена на медленный рост и замороженную заработную плату. Тогда нам стоит беспокоиться о том, как мы собираемся поддерживать стареющее население и справляться с растущими тратами на здравоохранение, поскольку в такой версии будущего нам не стать богаче, чем сегодня. Обе эти перспективы возможны. И они не могут воплотиться в реальность одновременно. Нет никакого смысла беспокоиться и о восстании роботов, и об эпохе векового застоя. Тем не менее, это как раз то, что тревожит многих разумных людей.

Парадокс нашего страха перед автоматизацией заключается в том, что если бы прогнозы о будущем, в котором господствуют роботы, были реальны, то множество других экономических проблем исчезло бы. Например, в недавнем исследовании компании Accenture предполагается, что внедрение ИИ, в широком понимании этого слова, может поспособствовать увеличению годового ВВП на два процента (до 4,6%). Подобные темпы экономического роста позволили бы нам легче справляться с растущей стоимостью здравоохранения, а также с расходами на социальное обеспечение и программу медицинского страхования. Это привело бы к более активному росту заработной платы. И хотя вопрос о том, как поделить «экономический пирог», усложнился бы, с этой задачей явно было бы проще справиться, если бы он увеличивался, а не уменьшался.

Увы, будущее, которое прогнозируется в этом исследовании, кажется, наступит еще очень нескоро. В прошлом опасения насчет автоматизации оказались напрасными, но, разумеется, это не значит, что в будущем они не найдут оснований: возможно, когда-нибудь эта давно предсказанная петля положительной обратной связи, отображенная на кривой роста, внезапно сорвется. Но пока трудно понять, как в ближайшее время мы окажемся в подобной версии будущего, учитывая то, как мало компаний инвестируют в новые технологии, и то, как медленно растет экономика. В некотором смысле, проблема заключается не в том, что роботы наступают. Они, наоборот, этого не делают.

Оригинал: Wired
Автор: Джеймс Суровецки
Иллюстрации: Зоар Лозар

Переводили: Аксиния Юревич и Аня Севастьянова
Редактировали: Слава Солнцева и Сергей Разумов

После десятилетий изнурительного труда без особых надежд на успех, вокруг квантовых вычислений внезапно развилась прямо-таки лихорадочная деятельность. Почти два года назад компания IBM показала миру квантовый компьютер с пятью квантовыми битами (кубитами), который они теперь (что звучит немного странно) называют IBM Q Experience. Тогда устройство скорее напоминало игрушку для исследователей, чем средство для серьезной обработки данных. Однако в проекте зарегистрировалось 70 000 пользователей по всему миру, и к настоящему времени число кубитов увеличилось в четыре раза. Несколько месяцев назад IBM и Intel объявили о создании квантовых компьютеров на 50 и 49 кубитов. Также известно, что еще один компьютер ждет своего часа в стенах компании Google. «Сообщество полно энергии, а недавние прорывы поражают», — заявляет физик Йенс Айзерт из Свободного университета Берлина.

В настоящее время ведутся разговоры о надвигающемся «квантовом превосходстве»: времени, когда квантовый компьютер сможет выполнить задачу, непосильную даже самым мощным классическим суперкомпьютерам. Если сравнивать одни лишь числа, то такое заявление может показаться нелепым: 50 кубитов против миллиардов классических битов в любом ноутбуке. Но вся суть квантовых вычислений заключается в том, что квантовый бит способен на гораздо большее, чем классический. Долгое время считалось, что 50 кубитов будет достаточно для проведения вычислений, которые обычный компьютер выполнял бы бесконечно долго. В середине 2017 года исследователи из Google объявили, что собираются продемонстрировать квантовое превосходство к декабрю. (На недавнюю просьбу поделиться новыми данными представитель компании ответил так: «Мы объявим результаты, как только они будут достаточно обоснованными, а пока проводится тщательный анализ уже имеющихся наработок».)

Очень хочется сделать вывод, что все основные проблемы решаемы и будущее, в котором квантовые компьютеры — явление повсеместное, это лишь вопрос технического оснащения. Но он будет ошибочным. Физические вопросы в основе квантового вычисления пока еще далеки от решения.

Даже если мы вскоре и шагнем в эпоху квантового превосходства, следующие год-два могут оказаться решающими — действительно ли квантовые компьютеры полностью изменят подход к вычислениям? Ставки все еще высоки, и нет никаких гарантий, что цель будет достигнута.

Заткнись и вычисляй

И преимущества, и проблемы квантовых вычислений являются неотъемлемой частью физики, которая делает их возможными. Об основах уже было сказано не раз, хотя не всегда уточнялось, чего же требует квантовая механика. Классические компьютеры хранят информацию и обрабатывают ее в двоичном коде (0 либо 1). В квантовых компьютерах ситуация почти та же самая, только каждый бит находится в так называемой суперпозиции, то есть он может быть и 0, и 1 одновременно. Это значит, что определить состояние кубита можно лишь с некоторой долей вероятности.

Чтобы выполнить вычисление с большим количеством кубитов, все они должны находиться во взаимозависимых суперпозициях — в состоянии «квантовой когерентности», при котором все кубиты считаются сцепленными. В таком случае малейшее изменение в одном кубите может повлиять на все остальные. То есть вычислительные операции с использованием кубитов имеют большую производительность, чем с использованием классических битов. В классическом устройстве вычислительные возможности находятся в простой зависимости от количества битов, а вот добавление каждого нового кубита увеличивает возможности квантового компьютера в 2 раза. Именно поэтому разница между 5-кубитным и 50-кубитным устройством так значительна.

Заметьте, я не сказал, как это часто делают, о том, что преимущество квантового компьютера перед классическим заключается в существовании суперпозиций, которые намного увеличивают количество возможных состояний закодированной информации. Как и не сказал, что сцепленность позволяет проводить много вычислений одновременно. (На самом деле, высокая степень сцепленности кубитов не является обязательным условием.) Доля правды в этом есть, но сути квантового вычисления ни одно из утверждений не описывает.

Из-за сложности понимания квантовой механики объяснить, почему квантовое вычисление обладает такой мощью — серьезная задача. Уравнения квантовой теории определенно показывают, что работать она будет — по крайней мере, с некоторыми видами вычислений: при факторизации или поиске по базе данных процесс ускоряется колоссально. Но насколько именно?

Пожалуй, самый безопасный способ описать квантовые вычисления — это сказать, что квантовая механика определенным образом создает «возможности» для вычислений, которые недоступны классическим устройствам. Как заметил физик Дэниел Готтесман из Института теоретической физики Периметр (Институт Периметра) в Ватерлоо: «Если доступно достаточное количество квантовой механики, то в некотором смысле процесс ускоряется, а если нет, то не ускоряется».

Хотя некоторые моменты все же ясны. Для проведения квантовых вычислений необходимо, чтобы все кубиты были когерентны, а это крайне трудно реализовать. Взаимодействие системы когерентных кубитов с окружающей средой создает каналы, через которые когеренция быстро «утекает». Этот процесс называется декогеренцией. Ученые, планирующие создать квантовый компьютер, должны предотвращать декогеренцию. Сейчас им удается остановить ее лишь на долю секунды. Ситуация становится сложнее, когда количество кубитов, а, соответственно, и возможность взаимодействия с окружающей средой возрастает. Именно поэтому, хоть идея квантовых компьютеров и была впервые предложена Ричардом Фейнманом еще в 1982 году, а теорию разработали в начале 1990-х, устройства, способные выполнять настоящие вычисления, удалось создать только сейчас.

Квантовые ошибки

Существует и вторая серьезная причина, по которой создать квантовый компьютер так тяжело. Как и любые другие процессы в мире, он издает шум. Случайные флуктуации, возникающие, скажем, из-за температуры кубитов или из-за особенностей фундаментальных квантомеханических процессов, могут менять направление или состояние кубита, что приводит к неточности расчетов. Такая угроза существует и в работе с классическими компьютерами, но она довольно просто решается. Необходимо просто создать две или более резервных копий каждого бита, чтобы случайно перевернутый бит не учитывался.

Ученые, работающие над созданием квантового компьютера, разработали несколько путей решения проблемы, но все стратегии приводят к появлению слишком большого числа дополнительных вычислительных расходов, так как вся вычислительная мощность расходуется на исправление ошибок, а не на выполнение заданных алгоритмов. «Текущая частота ошибок значительно ограничивает продолжительность возможных вычислений, — поясняет Эндрю Чайлдс, соруководитель Объединенного центра квантовой информации и вычислительных наук в Мэрилендском университете. — Нам нужно значительно улучшить результаты, если мы хотим создать что-то интересное».

Многие исследования в области фундаментальных квантовых вычислений посвящены методам исправления ошибок. Отчасти сложность проблемы определяется еще одним из ключевых свойств квантовых систем: суперпозиции можно поддерживать только до тех пор, пока вы не измеряете значение кубита. Измерение разрушит суперпозицию и приведет к определенной величине: 1 или 0. Как можно определить, произошла ли ошибка в работе кубита, если вы не знаете, в каком состоянии он находился?

В одной хитроумной схеме предлагается использовать косвенное вычисление путем объединения кубита со вторым вспомогательным кубитом. Последний не участвует в вычислении, поэтому его измерение не влияет на состояние основного кубита. Вот только реализовать это довольно сложно. Подобное решение означает, что для того, чтобы создать настоящий «логический кубит», защищенный от ошибок, необходимо много физических кубитов.

Сколько? Квантовый теоретик Алан Аспуру-Гузик из Гарвардского университета считает, что для создания одного логического кубита потребуется около десяти тысяч физических, что не представляется возможным в настоящее время. По его словам, если все пойдет хорошо, то это число уменьшится до нескольких тысяч или даже сотен. Айзерт настроен не так пессимистично и полагает, что порядка восьмисот физических кубитов будет достаточно, но признает, что даже при таком раскладе «дополнительные расходы вычислительной мощности все равно будут велики». Необходимо найти возможность справляться с ошибками.

Существует альтернатива исправлению ошибок. Их можно избегать или предотвращать влияние, что называют смягчением последствий ошибки. Исследователи из IBM разрабатывают схемы для математического вычисления вероятности появления ошибки, а затем принимают полученный результат за уровень нулевого шума.

Некоторые исследователи считают, что проблема исправления ошибок так и останется неразрешенной и не позволит квантовым компьютерам достичь предсказанных им высот. «Создание квантовых кодов, исправляющих ошибки, гораздо сложнее демонстрации квантового превосходства», — объясняет математик Еврейского университета в Израиле Гил Калай. Он также добавляет, что «приборы без исправления ошибок очень примитивны в своих вычислениях, а превосходство не может основываться на примитивности». Другими словами, квантовые компьютеры не превзойдут классические, если не избавиться от ошибок.

Другие ученые считают, что в конечном итоге проблема будет решена. Один из них — Джей Гамбетта, специалист в области квантовой информатики из Центра квантовых вычислений IBM им. Томаса Дж. Уотсона. «Наши недавние эксперименты продемонстрировали основные элементы исправления ошибок в маленьких устройствах, что, в свою очередь, прокладывает дорогу к устройствам большего размера, способным надежно хранить квантовую информацию в течение длительного периода времени при наличии шума», — сообщает он. Однако Гамбетта также признает, что даже при текущем положении дел «до создания универсального, устойчивого к ошибкам квантового компьютера, использующего логические кубиты, все еще далеко». Благодаря подобным исследованиям Чайлдс настроен оптимистично. «Я уверен, что мы увидим демонстрацию еще более успешных экспериментов [по исправлению ошибок], но, скорее всего, потребуется еще много времени, прежде чем мы начнем использовать квантовые компьютеры для реальных вычислений».

Жизнь с ошибками

В ближайшее время квантовые компьютеры будут работать с ошибками. Возникает вопрос: как с этим жить? Ученые IBM говорят, что в обозримом будущем область исследования «приблизительных квантовых вычислений» будет сосредоточена на поиске путей приспособления к шуму.

Это требует создания таких алгоритмов, которые будут выдавать правильный результат, игнорируя ошибки. Процесс можно сравнить с подсчетом результатов выборов, в котором не учитываются испорченные избирательные бюллетени. «Даже если оно и допускает некоторые ошибки, достаточно большое и высококачественное квантовое вычисление должно быть эффективнее [классического]», — говорит Гамбетта.

Одно из недавних устойчивых к ошибкам приложений технологии, судя по всему, имеет большую ценность для ученых, нежели чем для мира в целом: моделирование материалов на атомарном уровне. (Фактически, это было мотивацией, заставившей Фейнмана предложить идею квантовых компьютеров.) Уравнения квантовой механики описывают способы вычисления стабильности или химической реакционной способности (например, у молекул лекарств). Но эти уравнения не могут быть решены без использования большого количества упрощений.

Однако по словам Чайлдса, квантовое поведение электронов и атомов «относительно близко к естественному поведению квантового компьютера». Это значит, что можно было бы построить точную компьютерную модель молекулы. «Многие члены научного сообщества, в том числе и я, считают, что первое успешное применение квантового компьютера будет связано с квантовой химией и материаловедением», — делится Аспуру-Гузик: он был одним из первых, кто начал продвигать квантовые вычисления в этом направлении.

Квантовое моделирование доказывает свою полезность даже на тех маленьких квантовых компьютерах, которые доступны нам сегодня. Команда исследователей, в которую входит и Аспуру-Гузик, разработала алгоритм, названный ими «Вариационным методом решения задач в квантовой механике» (далее — ВМР). Этот алгоритм позволяет найти наименее энергозатратное состояние молекулы даже в шумных кубитах. На данный момент он может обрабатывать только очень маленькие молекулы с небольшим количеством электронов. С этой задачей хорошо справляются и классические компьютеры. Но возможности квантовых постоянно растут, как показали Гамбетта и его коллеги в сентябре прошлого года, когда использовали шестикубитное устройство, чтобы рассчитать электронную структуру молекул, таких как гидрид лития и гидрид бериллия. Работа стала «значительным прорывом для квантовых наук», как выразился специалист в области химической физики Маркус Райхер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. «Использование ВМР для моделирования маленьких молекул — отличный пример того, как можно применять краткосрочные эвристические алгоритмы», — считает Гамбетта.

Но, по словам Аспуру-Гузика, логические кубиты, способные исправлять ошибки, потребуются еще до того времени, когда квантовые компьютеры обгонят классические. «Не могу дождаться момента, когда способные на исправление ошибок квантовые вычисления станут реальностью», — прокомментировал он.

«Если бы у нас было больше двух сотен кубитов, мы могли бы делать по-настоящему новаторские вещи, — добавил Райхер. — А с пятью тысячами кубитов квантовый компьютер мог бы серьезно повлиять на науку».

А какой у вас объем?

Достичь таких целей невероятно сложно. Несмотря на все трудности, квантовые компьютеры из пятикубитных стали пятидесятикубитными всего за год — этот факт вселяет надежду. Тем не менее не нужно слишком зацикливаться на этих цифрах, потому что они рассказывают лишь малую часть истории. Сейчас важнее не сколько у вас кубитов, а как хорошо они работают и насколько эффективны разработанные вами алгоритмы.

Любое квантовое вычисление завершается тем, что начинается декогеренция, которая перемешивает кубиты. Как правило, время декогеренции группы кубитов составляет несколько микросекунд. Количество логических операций, которые можно выполнить за такое короткое время, зависит от скорости переключения квантовых ворот. При слишком низкой скорости становится неважно, сколько кубитов у вас в распоряжении. Количество операций, необходимых для того или иного вычисления, называется глубиной вычисления: алгоритмы с низкой глубиной эффективнее, чем глубокие алгоритмы. Однако доподлинно неизвестно, приносят ли они пользу при вычислениях.

Более того, не все кубиты одинаково шумны. Теоретически возможно создать кубиты с низким уровнем шума из материалов, которые находятся в так называемом «топологическом электронном состоянии»: если использовать частицы в таком состоянии для кодирования двоичной информации, она будет защищена от случайного шума. В попытке найти частицы в топологическом состоянии, исследователи из Microsoft в первую очередь изучают экзотические квантовые материалы. Тем не менее нет никакой гарантии, что их исследования увенчаются успехом.

Чтобы обозначить мощность квантового вычисления на конкретном устройстве, исследователи из IBM предложили термин «квантовый объем». Это число, которое объединяет все важные факторы: глубину алгоритма, число и связность кубитов, а также прочие показатели качества квантовых ворот (например, шумность). В целом этот «квантовый объем» характеризует мощность квантового вычисления. По словам Гамбетты, сейчас необходимо разработать квантово-вычислительное оборудование, которое позволит увеличить доступный квантовый объем.

Это одна из причин, почему хваленое квантовое превосходство — довольно смутная идея. Сама мысль о том, что 50-кубитный квантовый компьютер превзойдет современные суперкомпьютеры, звучит привлекательно, однако остается множество нерешенных вопросов. При решении каких именно задач квантовый компьютер превосходит суперкомпьютеры? Как определить, правильный ли ответ получил квантовый компьютер, если его нельзя проверить с помощью классического устройства? А что если классический компьютер будет эффективнее квантового, если найти более совершенный алгоритм?

Таким образом, квантовое превосходство — это концепция, которая требует осторожности. Некоторые исследователи предпочитают рассуждать о «квантовом преимуществе», о скачке в развитии квантовых технологий, а не об окончательной победе квантовых компьютеров над обычными. Более того, большинство старается не использовать слово «превосходство», поскольку оно содержит негативный политический и расистский смысл.

Вне зависимости от названия, если ученые продемонстрируют, что квантовые компьютеры могут выполнять задачи, с которыми не справляются классические устройства, то это станет чрезвычайно важным психологическим моментом для данной области. «Демонстрация неоспоримого квантового преимущества войдет в историю. Это докажет, что квантовые компьютеры действительно могут расширить наши технологические возможности», — уверен Айзерт.

Возможно, это станет символическим событием, а не кардинальным изменением в области вычислительной техники. Тем не менее на это стоит обратить внимание. Если квантовые компьютеры превзойдут обычные, это случится не потому, что IBM и Google внезапно запустят их в продажу. Чтобы достичь квантового превосходства, нужно наладить запутанную систему взаимодействия между разработчиками и пользователями. И последние должны быть твердо уверены, что новинку стоит попробовать. В стремлении к этому сотрудничеству, IBM и Google стараются как можно быстрее предоставить пользователям свои разработки. Ранее IBM предлагала всем зарегистрировавшимся на сайте доступ к своему 16-кубитному компьютеру IBM Q. Теперь компания разработала 20-кубитную версию для корпоративных клиентов, среди которых JP Morgan Chase, Daimler, Honda, Samsung и Оксфордский университет. Подобная коллаборация не только помогает клиентам найти что-то полезное и интересное, но и создает квантово-грамотное сообщество программистов, которые будут разрабатывать новые функции и решать проблемы, нерешаемые в рамках одной компании.

«Чтобы область квантовых вычислений активно развивалась, нужно дать людям возможность использовать и изучать квантовые компьютеры, — утверждает Гамбетта. — Сейчас всему научному и промышленному миру следует сосредоточиться на одной задаче — подготовке к эпохе квантовых компьютеров».

Оригинал: Wired.
Автор: Филип Болл.

Переводили: Андрей Зубов, Мария Елистратова, Вероника Чупрова для Newочём.
Редактировали: Слава Солнцева, Илья Силаев, Сергей Разумов.

Теплым весенним утром Джун Ху шел в зал Макдоннелла Пристонского университета, где его ждали студенты. Однако он не был уверен, что идет в нужном направлении. Ху работает в элитарном Институте перспективных исследований, который располагается неподалеку от студгородка Принстона. Будучи сотрудником института, Ху не обязан преподавать. Тем не менее, он вызвался прочитать студентам продвинутый курс по коммутативной алгебре. Когда я спросил Ху, зачем ему это нужно, тот ответил: «Когда ты учишь, то делаешь что-то хорошее. Когда проводишь исследования — большую часть времени ты бесполезен».

Мы добрались до аудитории за несколько минут до начала занятий. Девять студентов рассредоточились по рядам. Один из них спал, положив голову на стол. Ху расположился в переднем углу аудитории и достал несколько помятых листов из рюкзака. Без лишнего шума он нашел место, на котором остановился неделю назад. В течение последующих 80 минут Ху познакомил студентов с доказательством теоремы немецкого математика Давида Гильберта, которое стало одним из важнейших прорывов 20 века в области математики.

В немногих университетах студентам-бакалаврам преподается коммутативная алгебра. Но это привычная практика для Принстона, куда ежегодно поступают наиболее перспективные молодые математики мира. Как минимум по этой причине, считает Ху, находившиеся в аудитории в то утро студенты могут считаться необычайно талантливыми. Один из сидящих в первом ряду был единственным человеком, выигравшим пять золотых медалей на Международной математической олимпиаде.

Карьера Ху начиналась с меньшим успехом. Скверный результат контрольной в начальной школе убедил Ху, что он не очень хорошо разбирается в предмете. В подростковом возрасте он мечтал стать поэтом. У Ху не было диплома математика. Когда он подавал заявления в аспирантуру, ему отказали все университеты, кроме одного.

Девять лет спустя, в 34 года Ху оказался на вершине математического мира. Наибольшую известность ему принесло решение давней задачи: совместное с Эриком Кацем и Каримом Адипрасито доказательство гипотезы Роты.

Заслуживает внимания не только само доказательство теоремы, но и то, как ученые пришли к нему. Они нашли способ переосмыслить идеи из одной математической области в другой, к которой те, казалось, не имели никакого отношения. Прошлой весной Институт перспективных исследований предложил Ху долгосрочную стипендию, которую до этого получали лишь три математика. Два из них (Владимир Воеводский и Нго Бао Тяу) были впоследствии удостоены Филдсовской премии — высшей награды в этой области.

Ху заинтересовался математикой в достаточно позднем для этого возрасте. Его успех кажется невероятным, как если бы он впервые взял в руки теннисную ракетку в 18 лет, а в 20 выиграл Уимблдон. Подобное редко происходит в математике. Как правило, для совершения открытия требуются годы специализированной подготовки. Однако было бы ошибкой рассматривать достижения Ху как нечто произошедшее лишь вопреки его нетипичному началу карьеры. Во многих отношениях успех является продолжением его уникальной истории, результатом случайного знакомства в университете с именитым ученым, который каким-то образом разглядел в Ху скрытый талант.

Случайный ученик

Ху родился в 1983 году в Калифорнии, где его родители учились в аспирантуре. Семья вернулась в Сеул, когда мальчику было 2 года. Его отец преподавал статистику, а мать стала одним из первых профессоров русской литературы в Южной Корее с момента начала Холодной войны.

Ху признается, что после неудачной контрольной в начальной школе он стал настороженно относиться к математике. Он не считал, что хорош в ней, поэтому решил рассматривать эту науку как бесплодную погоню за одним логически необходимым утверждением, за которым прячется другое. Будучи тинейджером, он пристрастился к поэзии, найдя в ней истинное творческое выражение: «Я знал, что умен. Но мои оценки говорили об обратном. Поэтому я начал писать стихи».

Ху написал много стихотворений и несколько новелл, в основном о своих подростковых переживаниях. Ничего из этого не было опубликовано. К моменту зачисления в Сеульский национальный университет в 2002 году Ху понял, что не сможет зарабатывать на жизнь поэзией, и решил стать научным журналистом. Он специализировался на астрономии и физике, возможно, неосознанно следуя своим скрытым аналитическим способностям.

В последний год Ху в колледже, когда ему было 24 года, в Сеульский университет в качестве приглашенного преподавателя прибыл известный японский математик Хэйсукэ Хиронака. Профессору в то время было немногим за 70, в Японии и Южной Корее он считался настоящей знаменитостью. В 1970 году Хиронака получил премию имени Филдса, а после написал книгу мемуаров «Радость обучения» (The Joy of Learning), которая стала популярной среди целого поколения родителей в Японии и Корее. Книгу покупали детям в надежде на то, что из них вырастут великие математики. В Сеульском университете Хиронака читал курс лекций по алгебраической геометрии, достаточно общему разделу математики. Программа была рассчитана на один год. Ху стал посещать лекции Хиронаки, надеясь, что профессор станет первым героем его журналистской работы.

Изначально вместе с Ху на курс записались более 100 студентов, у большинства из которых математика была профилирующей. Но через несколько недель после начала число слушателей значительно сократилось. Ху предполагает, что другие студенты перестали ходить на занятия Хиронаки, посчитав их слишком сложными. Он же остался, потому что не ждал того, на что надеялись математики.

«Они отказались от курса, потому что мало что понимали. Конечно, я тоже ничего не понимал, но у студентов-нематематиков обычно другой подход, — отметил Ху. — Мне были понятны некоторые простые примеры, которые Хиронака показывал в классе, и этого было достаточно».

Ху хотел воспользоваться возможностью и после занятий старался пообщаться с профессором. Вскоре они стали вместе обедать. Хиронака вспоминает, каким инициативным студентом был Ху: «Обычно я не отказываюсь от разговора со студентами, но и не ищу общения с ними. Джун стал сам обращаться ко мне».

Во время совместных обедов Ху интересовался жизнью профессора, но разговор постоянно переходил на математику. Ху старался не выдать себя и не показаться невеждой. «Каким-то образом мне удавалось хорошо притворяться, что я понимаю все, о чем он говорит», — рассказывает Ху. Хиронака действительно не замечал отсутствия профильного образования у своего ученика: «Ничего такого не припомню. Он произвел на меня очень неплохое впечатление».

По мере продолжения бесед за обедом отношения преподавателя и студента крепли. Ху окончил Сеульский университет, а Хиронака остался преподавать еще на два года. В это время Ху начал работу над магистерской по математике, в основном под руководством Хиронаки. Почти все время они проводили вместе. Иногда профессор ездил домой в Японию, и Ху сопровождал его в этих поездках. Он носил сумки профессора в аэропорту и даже ночевал в квартире профессора и его жены в Киото.

«Я спросил Джуна, не хочет ли он забронировать номер в гостинице, но оказалось, он не любит отели. Поэтому он остановился у меня», — рассказывает Хиронака.

В Сеуле и Киото профессор и бывший студент продолжали вместе обедать и ходить на долгие прогулки, во время которых известный математик фотографировал цветы. Завязалась дружба. «Мы хорошо относились друг к другу и беседовали не только о математике», — рассказывает Хиронака.

В то же время они продолжали заниматься наукой. Во время обучения профессор старался объяснять на конкретных примерах, доступных для понимания Ху, и не использовать общие теории, сложные для восприятия. В частности, Хиронака рассказывал Ху о нюансах теории сингулярности — области, в которой получил наибольшую известность. Математик на протяжении десятилетий пытался найти доказательство важнейшей задачи — разрешения особенностей по характеристике p. «Это проект всей его жизни, мы говорили в основном о нем, — вспоминает Ху. — Очевидно, он хотел, чтобы я продолжил эту работу».

В 2009 году по настоянию профессора Ху подал документы в несколько учебных заведений США, чтобы учиться в аспирантуре. Ему не доставало квалификации — в колледже на математике он не специализировался, а посетил лишь несколько математических курсов, и его результаты нельзя было назвать выдающимися. Одним из главных аргументов в заявке на поступление была рекомендация от Хиронаки. Большинство приемных комиссий это не впечатлило. Ху отказали почти все учебные заведения, кроме Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, где он начал обучение осенью 2009 года.

Задачи с графами

В Иллинойсе Ху начал работу, в ходе которой смог доказать гипотезу, сформулированную итальянским математиком Жан-Карло Ротой 56 лет назад. Она касается графов — комбинаторных объектов, которые похожи на фигуры из детского конструктора Tinkertoy. Графы представляют собой «комбинации» точек и линейных отрезков, соединенных друг с другом.

Рассмотрим простой граф — треугольник.

Математиков интересует следующее: сколько существует вариантов раскраски вершин треугольника при наличии нескольких цветов и условия, что вершины, имеющие общее ребро, не могут быть одного цвета. Допустим, количество цветов равно q. В таком случае:

• q — первая вершина, потому что в начале вы можете выбрать любой цвет;
• q – 1 — смежная вершина, потому что ее цвет должен отличаться от цвета первой вершины;
• q – 2 — третья вершина, потому что для нее нужно выбрать цвет, отличный от цвета двух других вершин.

Общее число вариантов раскраски можно получить при умножении всех возможных опций. В нашем случае получаем: q x (q – 1) x (q – 2) = q3 – 3q2 + 2q.

Такое уравнение называется хроматическим многочленом этого графа. Оно обладает несколькими интересными свойствами.

Возьмем коэффициенты каждого члена: 1, –3 и 2. Абсолютное значение этой последовательности — 1, 3, 2 — обладает двумя свойствами. Во-первых, она «унимодальна». Это значит, что в последовательности есть только одно максимальное значение. До него значения только возрастают, после — только убывают.

Во-вторых, ее коэффициенты логарифмически вогнуты. Это значит, что любые три числа в этой последовательности должны соответствовать следующему правилу: результат умножения двух чисел, между которыми стоит третье, должен быть меньше, чем квадрат третьего числа. Например, последовательность 1, 3, 5 удовлетворяет этому требованию, так как 1 x 5 = 5, что меньше 3^2. А последовательность 2, 3, 5 не удовлетворяет, так как 2 x 5 = 10, что больше 3^2.

Можно представить бесконечное число графов, в которых будет огромное количество вершин и ребер, соединенных между собой различными способами. У каждого из этих графов будет свой хроматический многочлен. А коэффициенты хроматического многочлена всех графов, что изучали математики, были одновременно и унимодальны, и логарифмически вогнуты. Утверждение, что это справедливо для всех случаев и есть гипотеза Рида, доказательством которой занимался Ху.

В каком-то смысле гипотеза Рида противоречит сама себе. Чтобы понять это, нужно разобраться, как можно разделять графы и соединять их обратно. Для этого рассмотрим немного более сложный граф — прямоугольник.

Хроматический многочлен прямоугольника вычислить сложнее, чем хроматический многочлен треугольника. Но каждый граф можно разбить на подграфы, с ними проще работать. Подграфами могут считаться любые графы, которые образуются при удалении из первоначального графа одного или нескольких ребер:

Или путем наложения одной вершины на другую:

Хроматический многочлен прямоугольника равен хроматическому многочлену прямоугольника с удаленным ребром минус хроматический многочлен треугольника. При этом возникает предположение, что способов «раскрасить» прямоугольник без одного ребра больше, чем способов «раскрасить» треугольник: в первом случае две вершины не соединены друг с другом ребром и вариантов для раскраски больше (вы можете, например, раскрасить их в один цвет, что нельзя сделать при наличии соединительного ребра). Но сколько дополнительных вариантов раскраски возникает в таком случае? Столько, сколько возникает при «раскраске» треугольника.

Хроматический многочлен любого графа можно определить через хроматические многочлены подграфов. Их коэффициенты всегда будут логарифмически вогнуты.

Но когда вы складываете две логарифмически вогнутые последовательности или вычитаете одну из другой, в результате получается последовательность, которая не является логарифмически вогнутой. По этой причине можно предположить, что это свойство исчезнет при совмещении хроматических многочленов. Но оно не исчезает. Происходит нечто иное. «Именно поэтому людей так интересует феномен этого свойства», — считает Ху.

В поисках спрятанной структуры

Ху не знал ничего из этого, когда прибыл в Иллинойс. Как правило, аспиранты-первокурсники не занимаются исследованиями, а проводят большую часть времени на лекциях. Но после трех лет учебы у Хиронаки у Ху появились идеи, которые он хотел реализовать.

За первую зиму своего пребывания на Среднем Западе Ху разработал методы применения к графам теории математической сингулярности, которую он с особым вниманием изучал с Хиронакой. При этом Ху обнаружил, что, когда он выделял область с сингулярностью из графа, он мог использовать теорию графов для обоснования свойств всего графа — например, объяснить, почему коэффициенты многочлена, задающего граф, будут создавать логарифмически вогнутую структуру.

Это заинтересовало Ху, и он проштудировал литературу по теории графов, чтобы посмотреть, не описывал ли кто до него логарифмически вогнутые структуры. Как оказалось, подобные кривые все еще оставались загадкой для теоретиков.

«Позже я узнал, что эти структуры представляли собой гипотезу Рида. В каком-то смысле я решил проблему, ничего о ней не подозревая», — рассказывает Ху.

Непроизвольное доказательство теоремы Рида путем объединения теории сингулярности с теорией графов — следствие неопытности Ху. Он изучал науку в основном самостоятельно или во время внеклассных занятий с Хиронакой. Каждый, кто последние пару лет наблюдал за подъемом Ху, полагает, что благодаря отсутствию опыта он не следовал общепринятым математическим методам. «Если представить математику в виде материка, поделенного на страны, то Джуну никто не сказал о существовании границ. Он не был ограничен никакими рамками», — заметил Робберт Дижкграф, директор Института перспективных исследований.

Вскоре после публикации доказательства гипотезы Рида Мичиганский университет пригласил Ху. В начале декабря 2010 года он выступил перед аудиторией тех самых преподавателей, которые годом ранее отказали ему в приеме в аспирантуру. К этому времени его талант стал очевиден для других математиков. На тот момент Джесс Касс был постдокторантом Мичиганского университета. «Один из старших преподавателей незадолго до визита Ху порекомендовал мне послушать его речь: „Через 30 лет ты сможешь рассказать внукам, что слушал Ху еще до того, как он стал знаменитым“», — вспоминает Касс, профессор Университета Южной Каролины.

Выступление было впечатляющим.

«Его лекция была тщательно продумана и предельно ясна. Он затронул все нужные аспекты. Нечасто услышишь от аспиранта столь великолепную речь», — сказал математик Мирча Мустацэ.

После лекции Мичиганский университет предложил Ху сотрудничество, и он согласился. К этому моменту он уже знал, что гипотеза Рида — это частный случай более значительной задачи, гипотезы Роты.

Гипотеза Роты очень схожа с гипотезой Рида, только вместо графов она рассматривает более абстрактные комбинаторные объекты — матроиды (граф можно считать особым видом матроида) и характеристические многочлены (другого рода уравнение, описывающее матроид). Проблема та же: гипотеза Роты предсказывает, что коэффициенты характеристического многочлена для любого матроида всегда будут представлять собой логарифмически вогнутую структуру.

Условие простое, и подтверждений для него достаточно. Однако объяснить, почему появляется логарифмически вогнутая структура, сложно. В самих матроидах нет ничего, что помогло бы понять, почему логарифмическая вогнутость будет неизменно появляться при сложении или вычитании характеристических многочленов подматроидов (также нет очевидных причин для появления изогнутости при сложении или вычитании характеристических многочленов графов). Если наблюдается структура, причина появления которой непонятна, вполне логично начать копать вглубь в поисках корней этого «древа». Именно этим и занялись Ху и его товарищи, начав работу по доказательству гипотезы Роты.

«Логарифмическую вогнутость можно увидеть на конкретных примерах, — объяснил Ху. — Достаточно рассчитать необходимую последовательность. Сложность в том, чтобы объяснить, почему так происходит».

Поначалу Ху пытался применить методы теории сингулярности, которая помогла ему в решении гипотезы Рида, однако быстро понял, что они не работают в более абстрактном мире матроидов.

Эта неудача заставила его искать другие структуры, спрятанные внутри матроидов, способные математически объяснить такое поведение.

Пересекая границы

Иногда крупные прорывы в понимании явлений происходят тогда, когда человек расширяет применение четко обоснованной теории из одной области до, казалось бы, никак не связанного явления из другой. Например, гравитация. Люди всегда понимали, что предметы падают на землю, если их бросить с высоты. И небеса стали ближе к нам, когда Ньютон открыл, что та же сила влияет и на движение планет.

В математике подобное происходит постоянно. В своем широко цитируемом эссе 1994 года «О доказательстве и прогрессе в математике» известный математик Уильям Тёрстон объяснял, что существуют десятки различных интерпретаций понятия «производная». Одну из них мы узнаем из алгебры: производная — это мера бесконечно малого изменения функции. Но производная появляется и в других вариантах: как касательная к графику функции или мгновенная скорость, заданная функцией за определенное время. «Это скорее различные пути понимания и восприятия производной, нежели список логических определений», — писал Тёрстон.

Работа Ху над гипотезой Роты включала в себя переосмысление священной области математики — теории Ходжа. Она была создана в 50-х годах прошлого века шотландским математиком Уильямом Ходжем. Называя ее «теорией», вы тем самым говорите, что это изучение некоего определенного явления, как «теория правильных треугольников» изучает правильные треугольники. В теории Ходжа объектом исследования являются когомологические кольца однородных проективных множеств.

Трудно не согласиться с тем, насколько мало общего у гипотезы Ходжа с графами и матроидами. Когомологические кольца здесь являются результатом плавной функции, которая неразрывно связана с понятием бесконечности. Для сравнения: комбинаторные объекты, графы и матроиды, являются делимыми, то есть состоят из точек и прямых. Спросить о том, для чего нужна теория Ходжа в области матроидов — это почти то же самое, что попытаться вычислить квадратный корень из сферы. В этом нет никакого смысла.

И все же смысл был обнаружен. За почти 60 лет с создания теории математики обнаружили ряд случаев появления структур, описываемых Ходжем, в условиях довольно далеких от оригинального алгебраического контекста. Как если бы теорему Пифагора, которая применяется исключительно для описания прямоугольных треугольников, стали бы использовать для описания простых чисел.

«Есть ощущение, что эти структуры, где бы они ни существовали, являются базовыми. Они помогают понять математические явления, которые сложно объяснить другими способами», — пояснил Ху.

Некоторые новые условия были комбинаторными, что и заставило Ху искать связь между теорией Ходжа и логарифмически вогнутыми структурами. Однако поиск знакомых математических явлений в других областях не так прост. Это все равно, что искать внеземную жизнь — возможно, есть представление о ее характерных особенностях, какие-то подсказки о месте поиска, но все равно сложно предугадать, как выглядит эта новая форма жизни.

Расширение сотрудничества ученых

В последние годы большую часть своей работы Ху выполнял вместе с математиками Эриком Кацем из Университета штата Огайо и Каримом Адипрасито из Еврейского университета в Иерусалиме. Это довольно необычное трио.

Адипрасито мечтал стать шеф-поваром и долгое время путешествовал по Индии, прежде чем посвятил себя комбинаторике — разделу, в котором изучаются теория графов и гипотеза Роты. В старших классах ему нравилась математика, но он отказался от нее. «В ней не хватало творчества», — вспоминает Адипрасито. Кац фанатичен. Он ошеломляюще много знает об инди-группах благодаря работе в качестве ди-джея на радио в колледже. Из всех троих он, пожалуй, обладает наиболее типичной математической базой и ощущает себя интерпретатором креативных идей несостоявшихся поэта и шеф-повара.

«У Карима полно поразительных идей, взятых из ниоткуда, а у Джуна — красивейшее видение математики. Временами сложно подчинить идеи Карима видению Джуна, и тогда я в ходе общения с первым стараюсь перевести его идеи на математический язык», — делится Кац.

Кац узнал о работе Ху в 2011 после того, как тот доказал гипотезу Рида, но до каких-либо успехов в работе над гипотезой Роты. Кац изучил доказательство теоремы Рида и заметил, что убрав один из шагов, методы Ху можно применить, чтобы частично доказать гипотезу Роты. Он связался с ученым, и в течение нескольких месяцев они написали работу, опубликованную в 2012 году. В ней объяснялась логарифмическая вогнутость для небольшого класса матроидов, известных как «реализуемые» матроиды («realizable» matroids).

И все же эта работа не решала самый сложный вопрос в гипотезе Роты — доказательство логарифмической вогнутости для «нереализуемых» матроидов («nonrealizable» matroids), к которым относится большинство. Теория Ходжа изначально разрабатывалась в 50-х годах на объектах, называемых когомологическими кольцами алгебраических множеств. Если вам требуется доказать, что структуры по типу Ходжа объясняют феномен, наблюдаемый в матроидах, то нужно будет объяснить, как что-то вроде когомологического кольца может быть извлечено из матроида. В случае «реализуемых» матроидов существовал очень простой способ это сделать, и потому доказательство этой части гипотезы Роты так быстро удалось ученым. Но в случае с «нереализуемыми» матроидами не было очевидного варианта иллюстрации когомологического кольца, подобно тому, как в языке не нашлось бы подходящего слова для описания существующего понятия.

На протяжении четырех лет Ху и Кац безуспешно пытались определить, что представляет структура Ходжа применительно к «нереализуемым» матроидам. В процессе работы они пришли к выводу, что одного из аспектов теории, известной как теорема индекса Ходжа, будет достаточно для обоснования логарифмической вогнутости. Но тут была ловушка: они не могли найти способа для достоверного доказательства того, что теорема индекса Ходжа была применима к матроидам.

Именно тогда на помощь пришел Адипросито. В 2015 году он отправился в Институт перспективных исследований и навестил Ху. Адипросито понял, что хоть теорема об индексе Ходжа сама по себе и может объяснить логарифмическую вогнутость, для обоснования ее применимости к матроидам следовало доказать значительно большее число идей из теории Ходжа, включающей теорему индекса Ходжа. Группа ученых назвала это «набором Кэлера».

«Я сказал Джуну и Эрику, что есть возможность доказать это в чистых комбинаторных условиях. И вскоре у нас появился план. Думаю, они поставили задачу, а я предоставил метод решения», — вспоминает Адипросито.

Это позволило полностью доказать гипотезу Роты. Ученые опубликовали свою работу онлайн в ноябре 2015 года, и тогда она покорила весь математический мир. Она предоставила полноценное видение теории Ходжа в рамках комбинаторики, что в свою очередь определило совершенно новый подход к неразрешенным вопросам в этой области.

Публикация повысила авторитет Ху. Он получил новую должность в Институте перспективных исследований. Его часто называют одним из основных претендентов на получение Филдсовской премии, вручаемой каждые четыре года наиболее выдающимся математикам в возрасте до 40 лет. Если ученый не получит ее в 2018 году, у него еще будет возможность претендовать на нее в 2022.

Студент избрал свой путь

В 2012 году Ху читал лекцию о доказательстве гипотезы Рида в Сеульском национальном университете. В зале присутствовал Хиронака, который был сильно удивлен, что теория сингулярности может быть применима к графам. После он спросил у своего бывшего ученика, означает ли новая работа перемену в его научных интересах.

«Помню, как я спросил, не стал ли он из-за увлечения графами равнодушен к сингулярности. Джун возразил, что она ему по-прежнему интересна», — рассказывает Хиронака.

Ху тоже помнит этот разговор. В то время он действительно погрузился в совершенно новый раздел математики. Ученый считает, что просто не готов был тогда признать это вслух, особенно перед человеком, столько сильно повлиявшим на его жизнь. «Именно тогда менялось направление моего научного пути. Думаю, Хиронака почувствовал это. Возможно, какой-то психологический барьер заставил меня скрыть, что теория сингулярности осталась для меня всецело позади», — делится Джун.

С тех пор Ху и Хиронака не встречались. Хиронаке сейчас 86 лет. Он вышел на пенсию, но продолжает работать над решением одной из задач теории сингулярности, которая занимает его на протяжении нескольких десятилетий. В марте он опубликовал крупную работу на своей старой факультетской страничке на сайте Гарвардского университета, которая, по его словам, предоставляет доказательство. Другие математики, включая Ху, предварительно ознакомились с ней, но пока не подтвердили наличия решения. Хиронаке тяжело путешествовать, но он мечтает вновь увидеть Ху. «Я о нем только слышу», — огорчается он.

В гостях у Ху за чашкой кофе я спросил, какие чувства он испытывает, отказавшись идти по стопам Хиронаки, который возлагал на него большие надежды. Немного подумав, Ху ответил, что чувствует себя виноватым.

«Очень часто с Хиронакой мне приходилось изображать понимание. Отсутствие знаний математических основ не позволяло мне заняться серьезной совместной исследовательской деятельностью с ним. Можно сказать, это своего рода домашнее задание на годы вперед».

В то же время Ху рассматривает пройденный им путь как шаг в нужном направлении и, возможно, как необходимую ступень в развитии его карьеры. «Мне нужно пространство для размышлений», — заметил Ху, прощаясь со мной на улице, прежде чем переступить порог института. Он нашел свой собственный путь к математике, и раз уж он здесь, то он найдет и свою дорогу в ней.

Оригинальная статья переиздана с разрешения Quanta Magazine, независимой от редакции публикации Фонда Саймонса, миссией которого является популяризация науки путем освещения научно-исследовательских разработок и тенденций в математике, физике и биологии.

Поддержать проект.

Оригинал: Wired.
Автор: Кевин Хартнетт.

Переводили: Анна Василенко, Светлана Писковатскова, Мария Елистратова, Евгения Власова.
Редактировали: Алёна Зоренко, Анастасия Железнякова.