«Цифровой журнал «Компьютерра» № 206»

Колонка

Королева проблем эволюционной биологии: кошмар Дженкина возвращается Дмитрий Шабанов

Опубликовано 04 января 2014

Грэм Белл. Шедевр природыПол — главный вызов современной теории эволюции... королева проблем эволюционной биологии.

Прошлую колонку я закончил предложением задуматься, для какого уровне организации биосистем характерен отбор, объясняющий становление и поддержание полового размножения. Здесь моей версии ответа ещё нет, но я надеюсь, что эта колонка поможет вам осознать всю парадоксальность феномена секса.

Начнём с довольно общих рассуждений. Почему организмы передают своим потомкам свои гены? Совокупность генов, генотип — важная часть системы, управляющей развитием организмов. Это развитие может идти по-разному. Некоторые его исходы будут соответствовать среде, некоторые — нет. Естественный отбор состоит в том, что соответствующие среде индивиды (результаты развития) имеют больше шансов выжить и оставить потомков. Можно было бы сформулировать правило, следование которому приводит к успеху в приспособлении к стабильной среде: «Оставляя потомков, сделай их похожими на себя, ведь если ты смог размножиться — ты являешься победителем в естественном отборе»!

Но что же мы видим? Победитель в естественном отборе у большинства высокоорганизованных видов, вместо того чтобы бережно передать потомкам свой генотип, обеспечивший его одобренное средой индивидуальное развитие, не находит ничего лучшего, чем нарушить целостность своего генотипа, перемешав его фрагменты с обрывками иной версии, успешно сработавшей у иного индивида!

Этот парадокс возрождает полузабытую проблему, известную как Когда-то«кошмар Дженкина». Речь идёт об аргументе против дарвинизма (ставшем кошмаром для Дарвина), который инженер Флеминг Дженкин выдвинул через несколько лет после публикации «Происхождения видов». (страшно подумать: почти восемь лет назад!) мне пришлось писать об этом для «Компьютерры». Увы, в подавляющем большинстве современных источников, где упоминают аргумент Дженкина, его искажают. Приведу для примера отрывок из биографии Н. И. Вавилова, изданной в советские времена в серии «ЖЗЛ».

"Основное содержание горячих выступлений Тимирязева в том, что он первый показал: менделизм не только не противоречит теории отбора, а, наоборот, объясняет основную трудность эволюционного учения, трудность (впервые на неё указал инженер Дженкинс), перед которой Дарвин был бессилен, в чём со свойственной ему прямотой признавался. Дженкинс рисовал примерно такую картину. Представьте себе поле красных маков, среди которых появилось несколько растений с белыми цветами. Можно допустить, что белый цвет в данных условиях благоприятен для мака. Но ведь белых цветков несколько, а красных — целое поле! Растения с белыми цветками, по всей вероятности, будут скрещиваться с красноцветными. Значит, уже в первом поколении белых цветов не получится, а их потомство даст розовые цветы. Но ведь и растений с розовыми цветами окажется немного! Они тоже будут скрещиваться с красными, и, таким образом, через два–три поколения нужный растениям признак исчезнет, эволюция не пойдёт.

Вот с этой-то трудностью не удавалось справиться Чарлзу Дарвину. Да он и не мог с ней справиться: ведь он не был знаком с законами Менделя.

Эти законы взял на вооружение Климент Аркадьевич Тимирязев. Он показал, что в свете менделевских законов нарисованная Дженкинсом картина будет выглядеть совсем иначе» (Резник С. Николай Вавилов. — М.: Молодая гвардия, 1968. — С. 59–60).

Ну и далее Семён Резник рассказывает, что если цвет мака определяется одним геном, то аллель белого цвета будет поддержан отбором и не исчезнет.

Во-первых, фамилия Дженкина в этом тексте искажена и превращена в «Дженкинс». Эту ошибку всё ещё повторяют во множестве разных источников. Во-вторых, что намного весомее, перевран сам аргумент Дженкина. В исходном тексте (процитированном, кроме прочего, в моей старой статье), речь шла не о маках, а о расовом превосходстве. И, что намного существеннее, Дженкин говорил о признаках, которые однозначно нельзя рассматривать как зависящие от одного гена!

Флеминг Дженкин (Henry Charles Fleeming Jenkin), 1833–1885.

«...Сможет ли кто-нибудьчто-то (Jenkin F. The origin of species. Art. I // North Brit. Rev. 1867, June. Vol. 46. P. 277–318). поверить, что... островитяне приобретут энергию, храбрость, изобретательность, настойчивость, самоконтроль, выносливость, в силу которых наш герой убил так много их предков и породил так много детей, то есть те качества, которые фактически отбирает борьба за существование, если она может отбирать?»

Конечно, вы можете сказать, что, подменив самоконтроль и изобретательность человека окраской цветов мака, Резник и его последователи избавили читателей от шока, вызванного расизмом Дженкина. Но суть в том, что они заменили полигенный признак моногенным. Парадокс при этом вроде как исчез, но лишь благодаря ловкости рук.

Можно я опять приведу цитату (так уж получилось, что в этой колонке их много)?

«...Стоит половому процессу выстроить удачную комбинацию генов, как он тут же рассыпает её. Создатели печально известной, хотя в основном безвредной организации, прозванной “Нобелевским банком спермы”, упустили из виду именно это. Когда биохимику Джорджу Уолду предложили сдать свою заслуженную сперму в этот банк, он отказался, отметив, что просителям была бы нужна скорее не его сперма, а сперма таких людей, как его отец, бедный портной-иммигрант, чьи чресла, как ни странно, оказались источником гениальности. “А что дала миру моя сперма? — сокрушался нобелевский лауреат. — Двоих гитаристов!”» (Лейн Ник. Лестница жизни. — М.: АСТ, 2013. — С. 187.

Да, ещё надо добавить, что охотникам за «генами успеха» на самом-то деле нужна не вся сперма иммигранта-портного, а один-единственный его сперматозоид, желательный для оплодотворения той самой яйцеклетки его жены, из которой развился его сын. Из остальных половых клеток этой пары могли получиться весьма разные по своим способностям люди. Это — аргумент Дженкина в чистом виде!

Теперь, я думаю, вы понимаете, сколь непростой задачей является объяснение полового размножения. Перед тем как перейти к обсуждению объясняющих его гипотез, я выскажу мысль, которая многим не понравится.

В современной биологии распространились представления об организме как о второстепенной реализации главнейшего — генотипа. Их можно обозначить словечком «геноцентризм». С этих позиций половое размножение необъяснимо. Не надо изобретать способ объяснить пол с позиций геноцентризма; распространение пола говорит о том, что геноцентризм неадекватен. Онтогенез — не инсталляция генетической программы, а непредсказуемый до конца процесс самоорганизации, на который, как мы уже говорили, влияют и генотип, и эпигенетическая информация (в том числе передающаяся благодаря неизвестным ещё механизмам), и средовые воздействия, и организация яйцеклетки, и попросту случайность.

Хорошо, но как объясняют широкое распространение полового размножения? Одно из его преимуществ было осознано ещё в XIX веке. Август Вейсман заключил, что половое размножение — это «источник индивидуальной изменчивости, поставляющей материал для процесса естественного отбора». Во времена Вейсмана гены не были известны. В XX веке, с обнаружением генов и их рекомбинации (пересочетания) при половом процессе, роль секса как источника разнообразия стала казаться очевидной.

Эти представления развивали (независимо друг от друга) два классика генетики — Рональд Фишер и Герман Мёллер. Вот, рассмотрите схему из работы Мёллера, поясняющую мысль, что половое размножение делает любую мутацию в генофонде популяции потенциально доступной для потомков любого организма.

Эта схема иллюстрирует то преимущество полового размножения, из-за которого Герман Мёллер рискнул утверждать, что загадка секса решена.

Перед тем как пояснить эту схему, я должен напомнить об одном важном обстоятельстве. Рассуждения, которые я воспроизвожу, лежат всецело в геноцентрической логике. Полезные признаки рассматриваются здесь как нечто возникающее само собой в результате одной или нескольких благоприятных мутаций. Я готов согласиться, что в некоторых случаях такая схема работает, но призываю вас не забывать, что её универсальность является... гм... ну, скажем, дискуссионной.

Так вот, предположим, что существуют три мутации — A, B и C, которые, встретившись в одном организме, обеспечат значительное возрастание его приспособленности. В бесполой популяции придётся ждать, пока в одном и том же клоне последовательно произойдут все эти три мутации. Это будет вероятно только в том случае, если эти мутации полезны и по отдельности. В популяции с половым размножением эти мутации могут возникнуть у разных особей, и это не помешает им достаточно скоро сойтись вместе. Даже если мутации A, B и C по отдельности бесполезны, присутствуя в популяции с невысокой частотой, они со временем сойдутся в одной особи.

Для дальнейших рассуждений (не столько в этой, сколько в следующей колонке) это объяснение преимуществ полового размножения надо назвать. Канадский биолог Грем Белл, автор эпиграфа к этой колонке, назвал его в честь вымышленного персонажа, викария из XVI века, который при каждой смене власти (с католиков на протестантов и обратно) успевал менять своё вероисповедание, подстраиваясь к среде.

Гипотеза викария из Брея (гипотеза Фишера — Мёллера) заключается в том, что половое размножение повышает разнообразие потомства и благодаря этому увеличивает скорость эволюции.

Система какого уровня сравнивается с викарием? Конечно, популяция, группа. Скорость выработки приспособлений в результате комбинирования мутаций характеризует популяцию, а не индивида. При изменениях условий среды в ней с большой вероятностью найдутся подходящие особи — но наверняка окажутся и неподходящие. Итак, гипотеза «викария из Брея» предусматривает групповой отбор.

Однако с некоторых пор сама возможность группового отбора стала дискуссионной. Началось с того, что Веро Винн-Эдвардс популяризировал эту идею и предопределил движение маятника в противоположную сторону. Почитайте, как возвышенно пишет об этом Мэтт Ридли, автор «Красной королевы», названной в русском переводе «Секс и эволюция человеческой природы». У меня нет под рукой опубликованной русской книги, и я воспользуюсь коллективным переводом с сайта «Нотабеноид».

«Если бы вы посетили съезд эволюционных биологов где-нибудь (Мэтт Ридли, «Красная королева»). в Америке, вам могло бы посчастливиться заметить высокого, седобородого, улыбающегося человека, имеющего поразительное сходство с Авраамом Линкольном, стоящего довольно скромно позади толпы. Он, вероятно, будет окружён группой поклонников, ловящих каждое его слово... Человек, о котором идёт речь, — Джордж Уильямс... Он не провёл никаких незабываемых экспериментов и не сделал потрясающего открытия. И всё же он — основоположник переворота в эволюционной биологии, почти столь же коренного, как дарвиновский. В 1966 году, раздражённый Винн-Эдвардсом и другими сторонниками группового отбора, он провёл летний отпуск, сочиняя книгу о том, как, на его взгляд, работала эволюция. Названная “Адаптацией и естественным отбором”, эта книга все ещё возвышается над биологией как гималайский пик. <...> В книге Уильямс раскрыл логические недостатки группового отбора с неоспоримой простотой. <...> В течение нескольких лет после книги Уильямса Винн-Эдвардс был по сути опровергнут, и почти все биологи согласились, что ни у одного существа никогда не могла эволюционировать способность помогать своему виду за счёт себя. Только когда эти два интереса совпадают, оно будет действовать самоотверженно»

В типичном случае отбор поддержит такое поведение особи, которое будет способствовать увеличению числа её потомков, а не процветанию популяции. Если это не вполне для вас убедительно, почитайте колонки об «инстинкте сохранения вида»  и о Невидимой Ноге.

А какой способ действий должен быть выгоден для индивидов? На первый взгляд — бесполое размножение. Это связано не только с сохранением уникального родительского генотипа (аргумент Дженкина обычно в подобных случаях не вспоминают), но и с двукратным выигрышем бесполых линий в плодовитости! Все потомки клонально размножающейся самки — тоже самки, которые производят новых самок, не отвлекаясь на глупости. Половина потомков самки, производящей половое поколение, — самцы...

Теперь вы поймёте какая-тобалансовый аргумент Уильямса. Он состоит в том, что у видов, практикующих и половое, и клональное воспроизводство, можно ожидать вытеснения половых линий клональными. Если оно не происходит — значит, ему мешает причина. Какая?

Помните, в позапрошлой колонке я описывал размножение дафний — планктонных пресноводных ракообразных? За лето у них сменяется множество поколений партеногенетических самок. К осени появляется половое поколение, которое производит зимующие яйца.

Этот рисунок повторяет схему из позапрошлой колонки с одним существенным изменением. Осеннее половое поколение сделано полупрозрачным, зато появилась стрелка (magenta), показывающая способность некоторых самок производить зимующие яйца партеногенетически.

Однако известны линии дафний, в которых самки могут производить покоящиеся яйца партеногенетически, без участия самцов. Некоторые из этих линий осенью по-прежнему производят ставших бесполезными самцов, некоторые обходятся без этого. Скорость размножения бессамцовых линий значительно увеличивается, но остальных дафний, периодически практикующих половое размножение, они не вытесняют. Почему — понять непросто.

Итак, гипотеза «викария из Брея» могла бы объяснить долгосрочные эволюционные преимущества полового размножения. Но чтобы понять, почему половое размножение не исчезает в краткосрочной перспективе, нужно найти ответ на балансовый аргумент Уильямса.

Было бы хорошо, если бы современная биология нашла такой ответ. Один. Но она предложила их несколько десятков, и в следующей колонке я хочу описать штук восемь из них. Дождётесь?

К оглавлению

Разрушение PAH в космосе Дмитрий Вибе

Опубликовано 02 января 2014

Вы, возможно, заметили, что мои колонки в последнее время появляются нерегулярно. Увы, много приходится писать и другого: за осень–зиму мы с коллегами написали девять отчётов. Угадайте, какому мастеру художественного слова доверено написание значительной части текста и доведение отчётов до ума? («Кончаю! Страшно перечесть… / Стыдом и страхом замираю... / Но мне порукой ваша честь, / И смело ей себя вверяю...» — подумал он, отправляя очередной отчёт заказчику.) С одной стороны, всё корректно: за каждую полученную от государства тысячу рублей нужно отчитаться. С другой стороны, получаем-то мы их в конечном итоге от вас, но вот дойдут ли до вас наши отчёты? И подумал я: а не устроить ли короткое замыкание и не рассказать ли в колонке хотя бы об одном из наших итогов за 2013 год?

В общем, как-то так получилось, что весь 2013 год в научном плане оказался у нас связан с разрушением PAH. Что? Нет, не Российской академии наук. Я специально написал — в каком-тонаучном плане. PAH — Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Ну, хорошо, чтобы не было путаницы, буду называть их ПАУ — полициклические ароматические углеводороды. Эти макромолекулы сейчас весьма популярны. Они интересны, во-первых, как представители сложной межзвёздной органики, наглядно демонстрирующие возможности допланетного синтеза сложных и очень сложных химических соединений. Во-вторых, их излучение считается индикатором рождения звёзд, происходящего в некоторой области пространства. Самым прямым указанием на появление новых светил могло бы быть их собственное ультрафиолетовое (УФ) излучение: чем оно интенсивнее, тем больше в галактике или в её регионе молодых горячих звёзд. Но ультрафиолет сильно поглощается пылью в тех самых облаках межзвёздного газа, из которых рождаются звёзды, так что большей его части мы не видим. Но он, естественно, не пропадает бесследно: пыль, поглотив ультрафиолет, переизлучает его в более длинноволновых диапазонах. Крупные пылинки ретранслируют свет звёзд в дальнем инфракрасном (ИК) диапазоне, мелкие пылинки и ПАУ — в ближнем инфракрасном диапазоне (о причинах писал здесь).

Ближний ИК-диапазон предпочтителен для таких исследований, ибо чем меньше длина волны, тем выше угловое разрешение — а соответственно, тем больше деталей можно увидеть в строении областей звездообразования. Однако у ПАУ есть особенность, которая затрудняет их использование в качестве индикатора звездообразования. Крупную пылинку ультрафиолет только греет, мелкую пылинку (или очень крупную молекулу ПАУ) он способен как просто нагреть, так и развалить, после чего она, конечно, никаким индикатором уже не будет.

Чтобы подробнее разобраться со связью между образованием звёзд и разрушением макромолекул, желательно работать не с галактикой целиком, как делают многие люди, а с отдельными областями звездообразования (ОЗО), где эволюция макромолекул протекает, так сказать, в незамутнённом виде. Мы взяли в качестве опытного образца галактику Холмберг II (Ho II). Как я писал в какими-либопредыдущей колонке на эту тему, её отличает структурная простота: никакого вращения, никакого перемешивания. Есть надежда, что мы, взглянув на отдельные ОЗО в этой галактике, сможем «в чистом виде» выяснить, что происходило в них с пылью за последние несколько миллионов лет, не опасаясь, что события затёрты внешними (по отношению к ОЗО) динамическими процессами.

Итак, берём в галактике Ho II области активного звездообразования, выделяя их по наличию излучения в линии водорода H-альфа. Чтобы заставить водород светиться в этой линии, нужно его самого осветить ультрафиолетом, а УФ-излучение — это как раз отличительный признак молодых звёздных групп. В этом диапазоне светят только массивные звезды, а они подолгу не живут: если есть звёзды со значительным ультрафиолетовым излучением, значит, данная звёздная группа родилась совсем недавно. Дальше из этих областей отбираем те, что светятся ещё и на 8 микронах, так как именно на этот диапазон приходится сильная полоса излучения ПАУ. Итого у нас получилось 12 областей звездообразования, которые одновременно есть на картах инфракрасного диапазона и для которых коллеги из ГАИШ МГУ Т. А. Лозинская и О. В. Егоров на 6-метровом телескопе БТА (САО РАН) получили спектры оптического диапазона. Эти спектры тоже очень важны: по линиям азота, серы и водорода можно определить содержание тяжёлых элементов в каждой области и её возраст. Последнее очень важно — ведь мы нацелились на эволюционные эффекты. Кроме того, мы взяли из архива «Гершеля» данные наблюдений этой галактики в дальнем ИК-диапазоне, вплоть до 160 микрон. «Гершель» наблюдал и на больших длинах волн, но там уже угловое разрешение такое низкое, что для изучения отдельных ОЗО не подходит.

Для каждой из этих 12 областей мы подбирали теоретический спектр, который наилучшим образом согласовывался бы с наблюдениями от оптического до дальнего ИК-диапазона, получая в результате оценку для 1) полной массы пыли (чём её больше, тем интенсивнее излучение в дальнем ИК-диапазоне), 2) относительной массы ПАУ (чем их больше, тем ярче излучение на 8 мкм по сравнению с более длинноволновым излучением), 3) возраста (линии водорода с возрастом становятся слабее), 4) интенсивности УФ-излучения (чем оно сильнее, тем горячее пыль и тем меньше относительный вклад самых больших длин волн в её излучение).

Оказалось, что ОЗО в нашей выборке имеют возраст от 3,5 до примерно 8 млн лет. Чем старше область, тем менее интенсивным в ней становится УФ-излучение и тем холоднее в среднем становится пыль. Это не то чтобы важный результат, а скорее то, что называется «sanity check». Возрасты относятся к числу самых ненадёжно определяемых параметров в астрономии. Поэтому важно получить лишнее свидетельство того, что величина, которую мы называем возрастом, но которая на самом деле представляет собой не более чем модельно откалиброванную интенсивность линий водорода, имеет отношение к реальному возрасту. Так вот, с возрастом в наших ОЗО ультрафиолета становится меньше, а пыль становится холоднее, как и должно быть.

Вдохновившись этим успехом, мы посмотрели, как зависит от возраста относительная масса ПАУ, предполагая, что она либо остаётся постоянной (пылинки всех видов разрушаются с одинаковой скоростью), либо убывает (макромолекулы разрушаются быстрее, чем пылинки). Однако на самом деле оказалось, что с возрастом доля ПАУ в общей массе пыли увеличивается! (Хотя я и называю ПАУ макромолекулами, в общем балансе вещества их учитывают с пылью, а не с газом.) Каюсь: в первой колонке про Холмберг II я написал, что в ней ПАУ местами едва ли не столько же, сколько в нашей Галактике. Так вот, научившись считать долю ПАУ корректнее, мы увидели, что она достигает примерно 1% (в несколько раз ниже, чем в нашей Галактике) лишь в областях старше 6 млн лет, а в более молодых, вероятно, не превышает десятой доли процента.

Что получается: мы ожидали увидеть разрушение ПАУ, но в реальности увидели, как их становится больше — в относительном смысле. В нашей выборке яркость областей звездообразования на 8 микронах заметно спадает с возрастом, то есть абсолютное количество ПАУ уменьшается. Но абсолютное количество более крупных пылинок уменьшается гораздо быстрее — как если бы в костре поленья сгорали быстрее мелких веточек.

Эту аналогию я использую скорее как журналист, желающий пустить читателю пыль в глаза. Область звездообразования — не костёр, а разрушение пылинок — не горение. Если посмотреть на последний процесс внимательнее, обнаруженный нами расклад может оказаться не таким уж неожиданным. Разрушение пылинки не подразумевает, что она, поглотив фотон, мгновенно разлетается на отдельные атомы. Она может распадаться постепенно, теряя отдельные атомы, молекулы, может быть, более крупные фрагменты… Если исходная пылинка имеет углеводородный состав, «отколупывающиеся» от неё фрагменты могут быть не чем иным, как ПАУ. И рост относительного содержания ПАУ связан с тем, что они ультрафиолетовым излучением не только уничтожаются, но и создаются — как продукт разрушения более крупных частиц.

Конечно, было бы преувеличением сказать, что мы своей работой это доказали. У нас скорее получилось некоторое указание на такую возможность, которую мы теперь пытаемся разглядеть в наблюдениях нескольких других галактик.

К оглавлению

Загадка секса. Cui prodest: ген, индивид, группа? Дмитрий Шабанов

Опубликовано 31 декабря 2013

Ну вот: расписал я сам себе программу будущих колонок, а теперь придётся её выполнять! Время предпразничное, у приличных людей головы заняты у кого подготовкой к застолью, у кого — наряжанием ёлки, у кого — сочинением новогодних пожеланий. А мне придётся выполнять собственное обещание и обсуждать проблему полового размножения. Что же, будем считать, что тема секса сама по себе является достаточно праздничной. Увы, закрыть её одной колонкой я не смогу. Давайте я сделаю вот что: предложу вам новогоднюю колонку со множеством картинок, иллюстрирующих происхождение полового размножения. Эта колонка закончится вопросом, свою версию ответа на который я дам только в следующем году. Буду рад услышать (увидеть в комментариях) вашу.

Начну издалека. Вы, наверное, знаете, что у земных организмов есть два принципиально различных типа клеток — прокариотический (доядерный) и эукариотический (ядерный). Считается, что из трёх надцарств (самых высоких систематических категорий) два, бактерии и архебактерии, относятся к прокариотам. Их генетическое разнообразие, хотя бы приблизительно, можно оценить с помощью следующей схемы.

Это самая общая дендрограмма (схема, показывающая характер ветвления «древа жизни»), описывающая отношения между главными группами земных организмов. Здесь можно рассмотреть её основу подробнее.

Вам кажется, что животные занимают на этой схеме непропорционально мало места? Да, непропорциональность налицо, только она носит противоположный характер. Схема отражает генетическое разнообразие, и на ней как раз непропорционально много внимания уделено царствам Растения, Грибы и Животные — маленьким веточкам на ветви царства Протисты (куда относятся и «простейшие» наподобие амёб и инфузорий, и всяческие водоросли, и многие одноклеточные грибоподобные организмы). А все вместе эти четыре царства эукариот представляют лишь небольшую часть генетического разнообразия прокариот. С другой стороны, если бы мы отражали количество видов, представители многомиллионного царства Животные задавили бы остальные группы.

Увеличенный фрагмент той же схемы.

Приводя схемы, надо разобраться с тем, как они строятся. Филогенетические (отражающие эволюционную историю) отношения реконструируют по генетическим данным с помощью алгоритмов, выстраивающих ветвящиеся деревья так, чтобы минимизировать предполагаемое количество эволюционных изменений (об экономной реконструкции филогении я писал в колонке о ). Когда речь идёт о реконструкции отношений внутри царства Животные, этот подход оказывается относительно адекватным. А вот происхождение растений или возникновение самого надцарства Эукариоты реконструируются при этом с неизбежными искажениями. Дело в том, что эукариотическая клетка образовалась в результате симбиоза нескольких прокариотических клеток. В детали вдаваться сейчас не буду и ограничусь довольно простой (и в силу этого относительно условной схемой). Кроме прочего, на этой схеме не отражено, что в некоторых группах мы регистрируем последствия повторных симбиозов.звере-пегасофере

Симбиогенетическое происхождение эукариотической клетки (упрощённая, очень упрощённая схема!)

Итак, цитоплазма (основное содержимое) и ядро клеток животных образовалось из предковой архебактерии, а митохондрии — из предковой альфапротеобактерии (представителя той же группы эубактерий, к которой относится, например, упомянутая в прошлой колонке вольбахия — внутриклеточный паразит/симбионт членистоногих, способная вызывать паразитарно индуцированный партеногенез). Часть генов, принадлежащая предку митохондрии, переместилась из митохондрии в ядро. Вас удивляет, как такое могло произойти?

Очень просто. Митохондрия (как и любой другой внутриклеточный симбионт) может погибнуть и разрушиться. Её ДНК высвободится в цитоплазму клетки-хозяина и, после ряда путешествий, может встроиться в хозяйскую ДНК. Есть вероятность, что ядро начнёт производить те белки, которые раньше митохондрия собирала для себя сама. Получая эти белки от клетки-хозяина, митохондрия повысит эффективность своей работы, и такое изменение может быть поддержано отбором. Однако теперь отбор перестанет поддерживать работоспособность исходного гена в самой митохондрии. Со временем в митохондрии этот ген дегенерирует и исчезнет, а в ядре останется его работоспособная копия.

Как наши алгоритмы реконструируют предысторию такой химерной клетки? Исследуя исконно ядерные гены, они сблизят такую гибридную клетку с родственниками её цитоплазмы и ядра (в рассматриваемом нами примере — с архебактериями, как и показано на схеме). Исследуя митохондриальные по происхождению гены, эти алгоритмы найдут её ближайших родственников среди альфапротеобактерий. Сетчатый характер филогенеза не может быть отражён в структуре ветвящегося дерева, а типичные алгоритмы реконструкции филогенеза умеют строить только такие деревья!

Реконструкция филогении прокариот ещё сложнее, ведь их гены «гуляют» от группы к группе в результате горизонтального переноса (передачи между неродственными организмами; «вертикальной» считается передача от предков к потомкам). Наши инструменты для реконструкции филогении оказываются неадекватными для реконструкции таких отношений. Надо разрабатывать новые — и тогда уже строить что-то вроде схем, показанных ниже.

Слева — наполовину условная «сетчатая» схема, показывающая отношения между тремя надцарствами (источник). В основании схемы — сеть, которая стала результатом многочисленных горизонтальных переносов. Справа — «кольцевая» схема эволюции основных групп бактерий (источник). Самая разнообразная группа, грамотрицательные (к которой, кроме прочих, относятся предки митохондрий и хлоропластов), рассматривается здесь как результат симбиоза двух других групп, актинобактерий и клостридий.

А как же LUCA, «последний общий предок», показанный на первой схеме? Я согласен с теми, кто считает, что LUCA был не отдельным видом, а сложным сообществом, члены которого обменивались генами как им заблагорассудится.

Знаете, зачем я рассказывал вам о реконструкции филогении прокариот? Чтобы убедить вас: прокариоты преуспели в рекомбинации, образовании новых сочетаний генетической информации. Выделяют различные типы рекомбинаций (если хотите разобраться подробнее — очень рекомендую эту и эту статьи). Из них для нашего дальнейшего разговора интереснее всего гомологичная рекомбинация.

Представьте себе клетку кишечной палочки, лучше всего изученной бактерии, которая получила фрагмент чужой ДНК. В цитоплазме этих бактерий может находиться плазмида, небольшая кольцевая молекула ДНК, которая называется F-фактором. Обладающая F-фактором бактерия способна выращивать пиль (что-то вроде трубопровода) и закачивать по нему, во-первых, копию F-фактора, и, во-вторых, скопированные фрагменты бактериальной хромосомы.

Знаете, что делают эти три кишечные палочки, Escherichia coli? Они обмениваются фрагментами своей ДНК с помощью пилей, напоминающих иглу шприца конструкций (источник).

Клетка-донор может использовать чужие фрагменты ДНК для гомологичной рекомбинации. При этом она устанавливает соответствие между полученным фрагментом ДНК и собственной ДНК клетки. Специальная белковая система клетки-донора заменяет имевшийся генетический текст на полученный.

Важной особенностью гомологичной рекомбинации является то, что новый генетический текст встраивается не куда попало, а именно в то место на бактериальной хромосоме, где находилась его «родная» версия. Новые гены попадают при этом на те участки, где находятся системы, управляющие их активностью.

В гомологичной рекомбинации у бактерий можно видеть один из этапов становления той формы гомологичной рекомбинации, которая характерна для эукариот. Я говорю о половом размножении.

Строго говоря, половой процесс совсем не обязательно связан с размножением. И у кишечной палочки, и, к примеру, у инфузорий (эукариотических организмов) половой процесс протекает сам по себе, а размножение — вроде бы само по себе. Но всё-таки самым характерным для эукариот оказывается Когда-тогапло-диплоидный жизненный цикл с оплодотворением и мейозом. Надо объяснять. я это уже делал, но сейчас повторю ещё раз, иначе (можете для лучшей понятности сравнить два объяснения).

Начнём вот с чего. В зависимости от количества комплектов генетической информации (хромосомных наборов), содержащихся в ядре, эукариотические клетки делятся на гаплоидные (один комплект), диплоидные (два хромосомных набора) и ещё целый ряд иных типов, которые для нас сейчас не важны. Есть два главных типа деления клеток эукариот. При митозе количество генетической информации не изменяется, образуется две клетки, генетически идентичные и друг другу, и материнской клетке. При мейозе (который, по сути, состоит из двух делений, напоминающих митоз, но не предусматривающих удвоение генетической информации между ними) получается четыре клетки со вдвое уменьшенным количеством генетической информации. Все эти клетки генетически уникальны, потому что между гомологичными парами хромосом происходит гомологичная рекомбинация.

Сравнение двух основных типов деления эукариотических клеток.

Если мейоз снижает количество хромосом вдвое, то в жизненном цикле, где он есть, должно происходить что-то, компенсирующее их нормальное количество. Это оплодотворение, слияние двух клеток, которое состоит из двух этапов — сингамии (слияния цитоплазм) и кариогамии (слияния ядер).

Пример гапло-диплоидного жизненного цикла с оплодотворением и мейозом. Могло ли столь сложное изобретение независимо возникать в ходе эволюции жизни много раз, в разных группах?

На нарисованной мной схеме митозы показаны только на диплоидной фазе, как это обычно бывает у высокоорганизованных животных, и людей в том числе. Это не единственное решение. Есть виды, у которых митозы и рост организма происходят на гаплоидной фазе, а диплоидная оказывается совсем короткой (сразу после оплодотворения зигота делится с помощью мейоза). У большинства растений рост происходит на обоих фазах. У мхов преобладает гаплоидная фаза, а, к примеру, у цветковых — диплоидная.

Теперь понятно? И, конечно, самое интересное, как у высокоорганизованных эукариот мог возникнуть такой сложный жизненный цикл. Его разные этапы возникали по отдельности, и до сих пор по отдельности наблюдаются у некоторых протистов и грибов. Свои (весьма непростые) механизмы обеспечивают у некоторых эукариот сингамию (например, срастание отдельных грибных нитей). Известно немало многоядерных эукариот; у некоторых из них отмечена кариогамия. Как я уже говорил, мейоз включает высокоорганизованный механизм гомологичной рекомбинации, более простые формы которой возникли ещё у прокариот. Есть весомые основания предполагать, что мейоз эволюционировал как форма восстановления, починки (репарации) генетического аппарата клетки — и лишь потом стал неотъемлемым этапом гаплоидно-диплоидного жизненного цикла.

Целый ряд авторитетов предполагает, что гаплоидно-диплоидный жизненный цикл с оплодотворением и мейозом возникал в ходе эволюции неоднократно! Об этом свидетельствует то, что интимные молекулярные механизмы, обеспечивающие эти существенные перестройки клеток, у разных групп оказываются разными. Дополнительным обстоятельством, поддерживающим это предположение, оказывается распространение сингамии, кариогамии и мейоза у различных групп протистов: во многих их типах эти феномены зарегистрированы у продвинутых представителей и отсутствуют у примитивных. Если это так, мы убеждаемся, что переход к такому жизненному циклу — закономерное событие в эволюции многих групп эукариот.

И вот теперь настало время задать вопрос, ради которого я писал эту колонку. Он касается уровня отбора, ответственного за появление полового размножения.

Мне приходилось писать, что проблема уровня, на котором происходит отбор, является предметом — Чарльз Дарвин предполагал, что эволюция — результат отбора индивидов, а иногда — и их групп; — Веро Винн-Эдвардс считал ведущим механизмом эволюции отбор групп; — Джордж Уильямс разбил многие аргументы Винн-Эдвардса, обосновывая, что эволюцию двигает практически исключительно отбор индивидов; — Ричард Докинз, развивавший идеи Уильяма Гамильтона и многих других теоретиков (включая Эдварда Уилсона), заявил, что эволюцию двигает отбор отдельных генов; — Эдвард Уилсон изменил свою точки зрения и заявил о важности группового отбора для некоторых ключевых эволюционных переходов; — множество биологов старшего поколения в корне отрицают идею «эгоистичного гена» — множество молодых биологов (особенно молекулярщиков, не приученных задумываться об общих вопросах) убеждены, что «современная» биология «доказала»: отбор идёт только на уровне генов.ожесточённого спора многих биологов:

Вот биологию и сотрясают дискуссии об «эгоистичном гене», «эгоистичном индивиде» и «эгоистичной группе».

Так вот, внимание: вопрос!

Отбор какого уровня (генного, индивидуального или группового) является причиной перехода к половому размножению?

И, если хотите, подсказка. В тех случаях, когда какие-то эволюционные новшества способствуют сохранению и воспроизводству как генов, так и индивидов и групп, мы не сможем установить, отбор какого уровня отвечает за их развитие. Надо искать такие изменения, которые, предположим, выгодны для воспроизводства вызывающих эти изменения генов, но нарушают размножение индивидов и групп (или, к примеру, способствуют сохранению, расселению и размножению групп, но при этом нарушают воспроизводство генов и индивидов).

С Новым, 2014 годом вас, дорогие читатели!

К оглавлению

Новогоднее исследование защищенности внешних интерфейсов Homo sapiens Рустем Хайретдинов

Опубликовано 31 декабря 2013

В канун нового года аналитическое агентство NegativeWatch Lab представило аналитический отчёт о результатах многолетнего исследования защищённости внешних интерфейсов Homo sapiens. Результаты исследования удручают.

Первая проблема — архитектура системы. Компоновка всех интерфейсов ввода в одном модуле с центральным процессором многократно увеличивает уязвимость системы. Даже начинающий хакер с примитивным устройством типа ARMатуры может надолго вывести такую систему из строя.

Сами интерфейсы также неудачно спроектированы и реализованы без учёта SDLC. Интерфейс ввода изображения выполнен в незащищённом формате, вывести его из строя можно простой зубочисткой или даже пальцем. Интерфейс акустического ввода снабжён устаревшей конструкцией держателя, изначально предназначенного, по словам разработчиков предыдущей версии, для поддержки обрезков проводов, так называемой «лапши». Интерфейс ввода запахов совмещён с каналом воздушного охлаждения, а далее он сходится с интерфейсом питания, что делает элементарной атаку типа «не в то горло».

Практическая беззащитность таких интерфейсов позволяет злоумышленникам эффективно проводить фишинговые атаки. Подавая нужный злоумышленнику сигнал на интерфейсы ввода изображения и звука через СМИ и социальные сети, можно добиться заведомо прогнозируемого поведения Homo sapiens, вплоть до ввода системы в состояние maidown. Правда, из этого состояния система довольно легко выводится жёсткой прочисткой одного из интерфейсов вывода.

Об интерфейсах вывода стоит сказать отдельно: они вообще никак не защищены и позволяют при желании использовать их (против их конструкции) и как интерфейсы ввода. Приблизительно 50% исследуемых объектов, пользуясь случайно открытой ими недекларированной возможностью, использует один из интерфейсов вывода как honeypot, вымогая с его помощью дорогие подарки, вплоть до шуб и автомобилей «Лексус».

Системы Homo sapiens практически беззащитны перед вирусами, легко проникающими через все интерфейсы. Став жертвами фишинговой атаки, многие исследуемые пользовались фейковыми антивирусами типа RBdoll, что вовсе не увеличивало устойчивости к заражению.

А вот DDoS-атаки на Homo sapiens оказались неэффективны. После продолжительной подачи частых однообразных сигналов на устройства ввода система автоматически переходит в защищённый режим POHER. В частном случае такой защитный механизм на сленге описывается фразой типа «Да я, блин, уже принюхался».

Выводы экспертов аналитического центра довольно пессимистичны: в наступающем году вид Homo sapience может прекратить своё существование. Полный набор уязвимостей, пренебрежение элементарными средствами защиты интерфейсов скажется на этом виде фатально в ближайшие месяцы.

Чтобы этого не произошло, аналитики NegativeWatch Lab обращаются с просьбой к правительству и многочисленным регуляторам — обязать всех Homo sapience использовать доступные на рынке сертифицированные средства защиты, которые и продают эти исследователи. Государство просто обязано выделить финансирование на обеспечение такими средствами всех Homo sapiens. За счёт государства должны быть профинансированы закупки межсетевых экранов типа Protivogazz, антивандальные устройства Cassca, а также разнообразные затычки для временно не используемых интерфейсов ввода–вывода. Современные средства защиты позволяют надёжно прикрыть интерфейсы от приключений на них и принести немалую пользу их производителям.

Однако не все придерживаются такого же мнения. Независимые эксперты Волкацкий и Хайродыгин, признавая факт тотального несовершенства Homo sapiens, тем не менее считают, что полное закрытие интерфейсов средствами защиты известных производителей-аналитиков не является единственным средством противодействия злоумышленникам. Эксперты рекомендуют Homo sapience в новом году не забывать и старых проверенных средств, а именно:

— регулярно снимать со своих акустических держателей обрезки проводов — «лапшу», как политическую, так и «исследовательскую»;

— регулярно смачивать один из интерфейсов ввода специализированными спиртосодержащими смесями и смазывать его салосодержащими продуктами;

— при первым контакте с незнакомым источником немедленно проверять его на DAST. При успешном прохождении тестов DAST — переходить на более продвинутые тесты SAST;

— не использовать устройство вывода в качестве устройства ввода, не быть ;

— помнить, что после того, как нас reboot, мы крепчаем. Перезагружаться почаще.

С Новым годом, братья и сестры. Пусть нас пугают надвигающимися кризисами и катастрофами различные аналитики и оралитики — не берите в голову: это просто их работа. Не выводите из системы охлаждающую жидкость — и, несмотря на многочисленные внешние и внутренние угрозы, мы продолжим движение через все препятствия.

К оглавлению

Dead Man Walking: прячет что-то в рукаве Джон Чен или блефует? Сергей Голубицкий

Опубликовано 30 декабря 2013

Так мне надеялось закончить трудовой год на облегчённой ноте и отписаться под занавес милыми айтишными реверансами и ни к чему не обязывающими подведениями итогов. Кто же виноват, что напряжённые и интригующие темы валятся как снег на голову? :-)

Сегодня в самом первом приближении (подковёрные движения и утончённый анализ по традиции оставляю для «Бизнес-журнала») представляю читателям сюжет, который искренне полагаю самой большой загадкой и даже тайной ИТ-истории последних двух лет. Речь пойдёт уже в который раз о компании BlackBerry. 

Честно скажу, для меня лично трагедия этой компании (или, может, всё-таки — мнимая трагедия?) не просто обернулась неожиданностью, но и в определённом смысле задела мои профессиональные амбиции. Дело в том, что по большей части я не ошибаюсь с долгосрочными прогнозами, касающимися американского корпоративного бизнеса. С таймингом (точной угадайкой времени) случались промахи, но магистральные векторы развития мне всегда с божьей помощью удавалось предсказывать правильно. 

Так вот, в июне 2009 года я поведал читателям «Бизнес-журнала» историю компании BlackBerry («Ты сегодня сберёг 1 милливатт?») не просто в восторженных тонах, но и с безоблачным прогнозом на будущее: «У компании в рукаве, помимо не менее привлекательного (чем у Apple) бренда, запрятан ещё один козырь: коммуникационные решения под ключ! И это такие решения, что в глазах и корпоративного, и государственного рынка (консервативных по определению) они с лёгкостью побивают любые технологические рюшечки, предлагаемые китайскими производителями. Так что Лазаридис с Балсилли могут спать спокойно: в обозримом будущем благополучию RIM ничто не угрожает!» 

В целом мой прогноз строился на той посылке, что у компании с таким феноменальным фундаментом в виде эксклюзивных услуг и уникальной клиентской базы проблем быть не может в принципе. Однако дальше произошло следующее:

Даже на уровне биржевой капитализации видно, что BlackBerry самоуничтожилась (сегодня торги идут на уровне 7 долларов 40 центов за акцию, а раньше было $80 и даже $140), а уж вне цифровых абстракций положение компании Майка Лазаридиса (вернее — её имидж; очень важная ремарка!) выглядело просто катастрофически. Если мы поднимем мировую прессу за последние три года, то увидим, что на теле BlackBerry журналисты не оставили ни одного живого места. По мере деструктивности второй такой дискредитационной кампании вы в истории ИТ не найдёте! То есть BlackBerry просто стиралась в порошок: вся её деятельность представлялась как сплошной поток тактических и стратегических ошибок, каждая новая модель смартфонов изображалась то ли пугалом, то ли эпитафией, фундаментальные показатели бизнеса не детализировали, но иначе как кошмаром не называли.

Дыма без огня не бывает, поэтому совершенно очевидно, что в компании творилось что-то недоброе. В 2012 году BlackBerry оставил её создатель — грек Лазаридис — и контроль над компаний переместился в непонятные и анонимные руки. Между тем двойственная реальность, в которой пребывала BlackBerry, только усиливалась. В январе 2013 года компания выпустила замечательный смартфон Z10 вместе, с которым было анонсировано долгожданное обновление операционной системы (BlackBerry 10), однако рынок никак на это событие не отреагировал. Результатом стало списание более $1 млрд из-за переполненных непроданным товаром складов.

Осенью начинается полная фантасмагория: BlackBerry объявляет о сокращении 4 500 рабочих мест, а затем — о продаже компании по остаточной стоимости провинциальным банкирам из канадского холдинга Fairfax Financial! Большего позора представить себе не возможно. Банкиры при этом никак не комментируют событие — видимо, потому что либо не знают, что с BlackBerry делать, либо просто не догадываются о том, что они что-то купили.

Дальше — больше. Вдруг нам всем сообщают, что BlackBerry, оказывается, уже не продаётся. Никаким банкирам и вообще. Более того, оказывается, что дела у компании, мягко говоря, не так плохи, как это представлялось последние три года. Так, мы узнаём, что в конце лета у BlackBerry было $2,6 млрд свободной наличности (!!!), а в декабре стало вообще больше $3 млрд. И это не считая ещё $1 млрд, который BlackBerry сняла с Fairfax Financial! Взявший компанию в свои руки в начале ноября новый гендиректор Джон Чен (John Chen) заявил: «Слухи о нашей смерти сильно преувеличены» (хорошо, когда китайские люди знакомы с классикой американской литературы :-) ).

Неслабый такой «покойник», не правда ли? Сегодня я читал одну дотошную аналитическую биржевую записку, из которой явствовало, что после радикального сокращения расходов BlackBerry не просто планирует, а по всем показателям практически гарантированно выходит на прибыльность (более $100 млн за квартал) уже к середине 2014 года! Сам Джон Чен обещал восстановление рентабельности компании по всем направлениям деятельности к 2016-му. 

Так умер или не умер?! Или скорее так: «Умер-шмумер — лишь бы был здоров!» Кто-нибудь понимает, что происходит с BlackBerry?! Все свои находки (не скажу, что сенсационные, но весьма любопытные :-) ) я приберегу для «БЖ», сейчас же лишь обозначу основные направления, по которым удалось найти зацепки в одной из самых загадочных историй ИТ-бизнеса. 

2 декабря 2013 года Джон Чен обратился с открытым письмом к клиентам компании, основные положения которого повторил в обращении к инвесторам, опубликованном сегодня утром (именно это обращение и послужило поводом для написания моего предновогоднего поста). Главные тезисы этих текстов меня лично сразили наповал (порядок перечисления мною изменён).

1. Вся «чернуха», сложившаяся в информационном пространстве вокруг BlackBerry, — это дело рук конкурентов (!). 2. Положение компании сегодня как в финансовом, так и в технологическом отношении непоколебимо и сильно как никогда. (Вы ещё помните, что речь идёт о компании, которую ВСЕ УЖЕ ПОХОРОНИЛИ минувшим летом?!) 3. ( 4. Посылками для сохранения всей деловой инфраструктуры и стратегических направлений развития бизнеса BlackBerry служит... чрезвычайно прочная клиентская база, которая — surpise, surpise! — вообще никак не изменилась на фоне двухлетней убеждённости мировой прессы (и общественности) в том, что компания практически обанкротилась. Так у BlackBerry сегодня 80 тысяч (!!!) корпоративных клиентов и эксклюзивный сертификат «AuthorИТy to Operate» от Министерства обороны США (что означает: внутри этого ведомства разрешается пользоваться только гаджетами BlackBerry!). Клиентами BlackBerry являются также... все правительственные структуры всех семи государств, входящих в G7! И всё это помимо сервиса BlackBerry Mail, на который только за последние два месяца подписалось 40 миллионов новых пользователей iOS и Android!Это вообще какая-то) Новый генеральный директор (за плечами которого, между прочим, возрождение Sybase) хоть и привёл в BlackBerry новую команду и практически сменил все руководство компании, но не собирается ничего менять в сложившейся структуре бизнеса! Той самой, которая якобы BlackBerry и угробила. То есть остаются в силе все четыре направления: корпоративные услуги (Enterprise Services), почтовая служба (Messagin), встроенные устройства (QNX Embedded) и... мобильные гаджеты (Devices)!  фантастика!

Короче говоря, если ЭТО называется СМЕРТЬЮ, то желаю всем бизнесам мира так умирать! Мало того что BlackBerry за три года своего «умирания» полностью сохранила все своё влияние в корпоративном мире, так она ещё и расширила его за счёт массового привлечения частных потребителей почтовых услуг. Все разговоры о том, что какие-то там гуглы и яблоки сумели подсидеть BlackBerry на корпоративном поле, смехотворны: канадская компания как была королём корпоративного сектора, так и продолжает им оставаться.

Ну, как вам такая история? Самые вкусности, как обещал, будут в «Бизнес-журнале»; под занавес позволю себе ещё две коротеньких ремарки. Во-первых, я таки рад, что мой прокол с прогнозом в 2009 году оказался на поверку не менее мифическим, чем «смерть» самой BlackBerry. Во-вторых, судя по всему, 7 долларов 40 центов — сегодняшняя котировка акций компании на Nasdaq — это совершенный steal с потенциалом до 1 000% годовых! Кому надо, тот намёк понял :-).

К оглавлению

Промзона

Полицейский автомобиль образца 2020 года Николай Маслухин

Опубликовано 30 декабря 2013

Полиция города Нью-Йорк развернула целую кампанию по переоснащению своих транспортных средств под названием NYPD2020. В течение года специальный департамент разрабатывал и тестировал одноименный прототип патрульного автомобиля нового поколения. В получившемся NYPD2020 Сruiser основной упор сделан на сбор и обработку окружающей информации, что должно вывести обычное патрулирование на принципиально новый уровень.

Основной принцип оснащения NYPD2020 заключается в идее превратить патрульный автомобиль в современный мобильный центр, способный постоянно сканировать пространство вокруг себя: запоминать и сверять номерные знаки других автомобилей, сканировать штрихкоды, измерять радиационный фон и вести потоковое видеовещание прямо в штаб-квартиру полиции Нью-Йорка. Автоматическая сверка сканируемых номеров с полицейской базой данных разыскиваемых или проходящих по криминальному делу авто и быстрая обратная связь позволяют экипажу получить всплывающее сообщение о том, что рядом находится вероятный преступник. Ну а создаваемая база номеров, записываемая в виде номер/дата/координаты, позволяют использовать эту информацию как вспомогательную во время расследования других дел.

Еще NYPD2020 планируют оснастить сканерами отпечатков пальцев, а также применять технологию распознавания лиц. Как сообщает сам департамент Нью-Йорка, технические возможности безграничны, и если бюджет позволит, то они будут внедряться в самом ближайшем будущем. А теперь добавим к этой фразе возможность использования беспилотных патрульных автомобилей, помножим на технологии из разряда Big Data (читайте «Большие данные на службе полиции и преступников») — и получим вероятный портрет полиции будущего. А если вспомнить недавний материал о технологии предугадывания преступлений, тестируемой в городе Санта-Круз, то тут рукой подать и до «Особого мнения». 

Реакция американцев на нововведение, судя по комментариям, отнюдь не радостная. Тенденция тотальной слежки, всё больше набирающая обороты, вызывает вполне понятный протест.

К оглавлению

Mobile

Инфографика от HTC объясняет, почему ваш Android-смартфон вряд ли обновится в следующем году Николай Маслухин

Опубликовано 31 декабря 2013

Одна из главных проблем Android как системы — невозможность для большинства телефонов получить обновление до последней версии ОС. Да что там до последней! Если верить Google, то на Android 4.1 работают 37,4% пользователей, а это, задумайтесь, минус две версии от актуальной. Почему же так получается? Компания HTC, некогда выпускавшая по паре десятков моделей в год, представила большую инфографику, объясняющую ситуацию.

На большой картинке — три типа телефонов: операторские (для нашей страны это неактуально), разблокированные и так называемые модели Google Edition, то есть максимально близкие к «голому» Android.

Как видно, даже в случае с моделями Google Edition, когда вмешательство производителя в код системы минимально, прошивка проходит минимум 8 этапов работы. Ну а в случае продажи операторских устройств (а именно операторы в США и Европе являются основными каналами продаж) работа над прошивкой разрастается до 12 этапов.

Если умножить объем получившейся работы на количество выпущенных производителем моделей телефонов, становится понятно, что ни одна из компаний не станет тратить столько сил на поддержку старых аппаратов. Это попросту невыгодно. Разумнее бросить программистов на разработку прошивок под пару имиджевых флагманов и десяток новых моделей. Именно поэтому многие телефоны даже именитых производителей прекращают получать значимые обновления уже в первый год своей жизни.

Интересно, что, вопреки расхожему мнению, доработка фирменных оболочек вроде Sense (в случае Samsung это TouchWiz) не сильно усложняет работу над прошивкой. Всего лишь на один этап больше.

К оглавлению

Технологии

8 инженерных трендов 2014 года оптимизатора. Оптимизация (а не просто расчёт) — это тренд 2014 года,

Опубликовано 30 декабря 2013

В октябре–ноябре 2013 года вышло много «трендов-2014», аккурат для учёта в бюджетировании на будущий год. Одни аналитики формулируют эти тренды, другие аналитики используют их в бюджетном процессе, в результате получается самосбывающиеся прогнозы — всем хорошо. Я потратил некоторое время на то, чтобы в этих трендах-2014 разобраться. В этот раз я старался не обращать внимания на прогнозы далёкого будущего, а ограничиться именно годовым трендом. Не слишком я следил и за трендами персональной электроники (типа «носимых компьютеров»): меня больше интересовало то, что происходит с промышленностью. Ну а ещё старался отфильтровать «вечные тренды» типа cybersecurity и сосредоточиться именно на особенностях 2014 года.

Основное ощущение от всех этих прогнозов — «Хватай мешки, вокзал отходит» по поводу «ухода в цифру» во всех отраслях промышленности. Главными на 2014 год являются тренды не собственно этих отраслей, а того, что раньше обсуждалось только компьютерщиками. Дошло до того, что сами они это заметили: проекты ещё прошлогоднего тренда Big Data во всевозрастающем количестве берутся под опеку вице-президентов по бизнесу, и финансирование ведётся по линии бизнеса, а не по линии ИТ-поддержки бизнеса. 

Похоже, что в 2014-м это руление айтишниками со стороны неайтишников будет происходить не только в проектах Big Data: по прогнозу IDC, «by 2016, 80% of new IT investments will directly involve LOB [line-of-business]executives, with LOBs the lead decision makers in half or more of those investments». В прогнозе на 2014 год говорится: «In 2014, and through 2017, IT spending by groups outside of IT departments will grow at more than 6% per year» — и тамошний тренд №9 свидетельствует о том, что перешедшие на новую компьютерную платформу (у меня об этом чуть ниже) скушают (буквально «заамазонят») к 2018 году треть лидеров рынка практически во всех отраслях промышленности, и этот переход на новую платформу в 2014-м будет рассматриваться как новое основание для получения рыночного преимущества.

Я всегда шутил, что если собирать всех айтишников (программистов, модельеров данных, электронщиков и т. д.) в одно подразделение по принципу общности образования, то и менеджеров тоже нужно было бы собрать в один департамент и «назначать на проекты». Но с менеджерами эта централизация не проходит, а вот с айтишниками пока проходила. В 2014 году, похоже, боссы-нейатишники таки начнут децентрализовывать айтишников и консолидированный айтишный бюджет по своим службам: и самим айтишникам уже очевидно что они различаются между собой значительно, плюс сцеплённость их задач с задачами основной деятельности предприятия становится всё очевидней — и подчинение пойдёт по линии основной деятельности. При этом на предприятии, кроме CIO, просто появляются дополнительные «главные по оцифровке» — Chief Data Officer, Chief Digital Officer и т. д. (при этом названные должности занимает вдвое больше женщин, чем CIO).

Меняется и язык. Раньше всё это было «management» (например, контент-менеджмент, управление данными). Теперь же это понимается много шире и называют сегодня курированием данных/контента (data curation), а термин идёт от подчёркивания важности долговременного сохранения данных в пригодном для обработки виде и по факту в инженерии означает «всю-всю работу с данными/контентом на протяжении их жизненного цикла, в том числе возможность нахождения полезной информации в информационной помойке» (да, «information is cheap; knowledge is dear. This is where content curation is becoming essential. Content curation is the act of finding, grouping, organizing, or sharing the best and most relevant content on a specific issue», и обратите внимание, какие интернет-сервисы, то бишь «облачные сервисы» (то бишь «Software-as-a-service») там предлагаются для курирования сведений о рабочих встречах! Никакого «специализированного программного обеспечения» — или, как по старинке говорили, «автоматизированных рабочих мест»). 

Вот он, 2014 год. По одному изменению жизни в день, 365 ежедневных маленьких революций.

Хорошим эпиграфом к трендам-2014 является формулировка 1. 2014 чудес светазакона Амары (Roy Amara, 1925–2007, бывший президент Института будущего): «Мы склонны переоценивать эффект технологий в краткосрочной перспективе и недооценивать этот эффект в долгосрочной перспективе». Я бы дополнил это тем, что отдельные технологии из трендового их пучка хорошо дополняют друг друга, слипаются — и эффект получается в разы и разы сильнее, чем можно ожидать от каждой отдельной технологии.

В результате вместо очередных 8 чудес света в 2014 году мы получим очередные 2014 чудес света, каждое из которых поражает воображение современников: станут реальностью многие выдающиеся инженерные проекты, над которыми работали много лет. Для иллюстрации всего два проекта — «мегаструктурный» и «наноструктурный».

— Панамскому каналу будет 100 лет (он открылся в 1914 году). В столетнюю его годовщину откроется навигация обновлённого за $5,25 млрд Панамского канала. В 2011 году этот канал не могло пройти 37% от общего количества судов, которым это было нужно (суда не проходили по размеру), при общем трафике около 13–14 тыс. судов в год. Ожидается, что после окончания модернизации канал сможет пропускать всех желающих аж 11 лет, до 2025 года (после чего опять для доступа к нему образуется очередь). Доступность будет 99,99% (за 100 тыс. часов, то есть 11,5 года), остановки за счёт сбоев автоматики ожидаются не более 4 часов. Проходить канал смогут суда до 366 метров длиной и 49 — шириной. Но это лишь часть глобального проекта: в этой системе систем судоходства модернизация касается не только судов (которые становятся больше и эффективней), Панамского канала, но и принимающих эти огромные суда портов: модернизация портов тоже обходится в миллиарды долларов.

— Intel выпустит чипы с 14 нм, производительность на ватт в которых лучше предыдущего поколения (22 нм) в 1,6 раза. Это гигантское достижение, хотя это новое поколение чипов и означает всего только удвоение максимальной производительности чипа с 2007-го, года выпуска 45-нанометровых чипов. Почему это огромное достижение? Десять лет назад было около десятка фирм, которые могли выпустить нормы 130 нм, а вот 20 нм могут выпустить только четыре компании — в консорциуме (Intel, TSMC, Samsung и GlobalFoundries). 

Главным трендом 2014 года в системной инженерии я считаю переход всех систем по факту в класс широко понимаемых роботов — за счёт ухода моделирования самих систем из «предпроектного» в САПР в «операционное» в самой системе. Да, тренд «роботы» для 2014 года не упоминает только ленивый, но по факту речь идёт только о более или менее антропоморфной роботизации. (Где от антропоморфности остаётся хотя бы одна рука-манипулятор, как в случае промышленных роботов. Не нужно забывать, что до сих пор роботы «не в тренде»: число промышленных роботов составляет 1, 1 млн, и рост их поголовья/"поручья" в 2013 году ожидался только на 162 тысяч по данным ; никакого бума, но перелома этой печальной истории рыночного неуспеха ожидают как раз в 2014-м.) 2. Роботизация всего

Нет, я тут говорю о старинном понимании «роботности» как эффекторов/актуаторов, курируемых компьютерными алгоритмами, в том числе использующими данные датчиков об изменении в окружающей среде. Помним все эти абсолютно неантропоморфные звездолёты-роботы, где экипажи любили поболтать с бортовым компьютером.

Сегодня классический объект системной инженерии — транспорт — перестаёт быть традиционной телегой с реактивным или поршневым движителем вместо лошади и водителем вместо кучера. В этой системе впервые озаботились исключением кучера, и его место занимает теперь компьютер, получающий выход в физический мир. 

Моделирование системы и её окружения в САПР стремительно уходит внутрь актуальной системы, и тестирование железки ведётся компьютером (контроллером) этой системы. Нужно тестировать и контроллер с его софтом, а если учесть необходимость сохранения хоть какой-то работоспособности немного повреждённой системы, то внутрь контроллера неплохо бы загонять практически все модели, которые раньше имелись в системах имитационного моделирования САПР (например, прочностные и тепловые расчёты). 

И тогда можно ожидать, что существенно повреждённая система будет хотя бы чуть-чуть функционировать, а электроника с софтом будут ограничивать нагрузку на повреждённые системы до того уровня, чтобы не доломать их окончательно. Собственно говоря, агентский софт в энергосистемах делает именно это: поддерживает модель окружения для того, чтобы предотвращать блэкауты в реальном времени. Digirtal mock-up — цифровой макет системы — перестаёт в какой-то момент быть макетом, он используется не во время разработки, а во время эксплуатации. А уж использование этой цифровой модели самой системы и её меняющегося в реальном времени окружения становится уделом весьма и весьма интеллектуальных алгоритмов.

Чтобы проектировать такую систему (а компьютеры здесь многоуровневые — от робота, который управляет моментом зажигания, до робота, управляющего парковкой машины или предотвращающего наезд на перебегающую дорогу кошку), сами практики системной инженерии должны меняться: идёт конвергенция системной, программной инженерии и инженерии систем управления. В 2009 году об этом говорилось очень немногими, а сегодня плоды этого тренда прошли в мейнстрим: любое устройство становится роботом в широком смысле этого слова (то есть имеет датчики, эффекторы и «курирующие» алгоритмы в компьютере). 

V&V превращается в приключение: нужно испытывать саму систему средствами самой системы плюс испытывать её алгоритмы. Отсюда все эти XXX-in-the-loop (где XXX — это model, hardware, processor, component, software). Впрочем, это давно уже мейнстрим, равно как и беглый тест при старте системы (автомобили на старте тестируют себя сейчас, пожалуй, не меньше, чем космическая ракета на старте, и дело идёт к непрерывному тестированию всех видов — не только на старте).

Фишка тут не ограничивается тем, что система непрерывно тестирует и обновляет свою собственную мультимодель и мультимодель окружения: для этого используются лишь солверы для этих моделей. Фишка в том, что система оптимизирует свои режимы (а иногда и структуру), ставя все эти солверы под управление какого-то оптимизатора. Оптимизация (а не просто расчёт) — это тренд 2014 года, какие-то оптимизаторы теперь вставляются в большинство систем мультимоделирования — как «времени САПР», так и «времени эксплуатации» (я тут специально пишу не «мультифизического моделирования», а «мультимоделирования» — ибо моделировать можно и цену, и логическую структуру, и много чего другого, кроме мультифизики).

В 2014 году резкий рост активно управляемых киберфизических систем выходит из университетов в промышленность: автомобилями-без-водителя занимаются все основные автомейкеры, на клип Volvo с Ван Даммом уже делают пародии, десятиэтажные ракеты у SpaceX летают, как вертолётики, а исследователи демонстрируют перекати-кубики без внешних двигающихся частей и автоматическое жонглирование четырьмя шариками одной ракеткой. Все эти технологии в 2014 году начинают массово переходить из университетских лабораторий в промышленные R&D-подразделения, и этим подразделениям технологии классической и даже моделеориентированной системной инженерии в их ориентации на традиционные CAD/CAE/PLM/CAM/ etc. будут помогать не так сильно: предстоит очередное методологическое и технологическое перевооружение под активно управляемые системы.

Так что отмечаемый тренд-2014 «робототехника» является лишь частью много большего выхода ИТ-технологий из чисто виртуальных цифровых миров в наш реальный физический мир. Более того, даже тренд-2014 «интернет вещей» тут тоже только часть, хотя именно при его обсуждении говорится, что мир будет утыкан доступными через интернет датчиками и доступными через интернет эффекторами (и тем самым в робота превращается и дом как «умный дом», и даже город как «умный город»). IEEE Computer Society обобщает этот тренд определением «internet of things до web of things», но мне больше нравится формулировка Cisco Systems — «internet of everything» (ибо CISCO тоже занимается трендами-2014), и это же дублируется в трендах-2014 от Gartner.

Сюда же можно отнести и тренд на context aware computing: вычисления производятся не сами по себе, а с акцентом на контексте (предыдущие запросы пользователя, координаты пользователя во вселенной, текущее состояние человеческих знаний; от контекстных меню до сервисов Google Now, активно использующих датчики GPS и память о маршрутах).

Если всё-таки посмотреть на традиционный жизненный цикл с традиционными CAD/CAE/PLM/CAM/ etc. системами, то в 2014 году все эти системы придётся перетряхивать из-за перехода к тому, что IDC ещё в прошлом году назвала «третьей компьютерной платформой» («mobile+cloud+Big Data/Analytics+social business», 3. Третья компьютерная платформатренд нынешнего 2013 года, который продолжится в 2014-м. Первая платформа (мейнфрейм-терминал) не вырастет в 2014 году, вторая (LAN/Internet, client/server) вырастет на 0,7%, а третья — на 15%.

«Большие данные» / Big Data склеиваются с задачами «scientific computing» (high-performance computing/HPC, high-throughput computing/HTC, many-task computing/MTC, and data-intensive computing) и становятся Extreme Data. (Например, у того же IEEE CS: «It's more than the three Vs—volume, velocity, and variety—that make big data such a difficult tiger to tame», а сам термин «extreme» как beyond big data был запущен Gartner ещё в 2011 году: «Big data is often thought of as just volume, or as volume, velocity, and variety, but other issues, like the fluctuation of data flows, are important, too».) 

Так что сегодняшний тренд-2014 уже по факту не Big Data, а Extreme Data. Я тут себя чувствую немножечко участником: мы очень интересуемся аспектом variety данных, и у нас есть что сказать как в части онтологической работы с разнообразными данными, так и в отношении подтягивания онтологических моделей к scientific computing. (У нас, напомню, в .15926 Editor язык для exploratory computing — Питон. Языком-по-умолчанию для scientific computing сегодня является как раз Питон. Даже инженерное моделирование на Modelica по факту ушло в Питон, начавшись исключительно с Java и С++. Так что мы тут оказались «в тренде» Extreme Data, хотя три года назад, когда начинался проект, это было не так ещё очевидно.) Тут нужно сказать, что на взлёте и другой термин для всего того же самого — «actionable data», а также ранее помянутое «курирование данных/контента».

Рассматривается огромное число разных архитектур, в которых не столько данные вытаскиваются к алгоритмам в клиенты персональных компьютеров, сколько алгоритмы приходят порхать над данными в облаке, — но и там беда: самих облаков ведь становится тоже много! Трендом-2014 становится объединение облачных ресурсов с пользовательской точки зрения (переход от архитектуры «клиент — облако» к «клиент — облачный брокер — облако»; ничего не напоминает по линии client-middleware-server?). Этот тренд называется у некоторых «hybrid cloud», у некоторых — «multi-vendor cloud», но это как раз тренд 2014 года. Вообще, предоставление «железа» как сервиса (услуги дата-центров прежде всего) — это круто растущий бизнес 2014-го. Infrastructure-as-a-Service вырастет в будущем году на 29%.

Сети уходят вверх, в облака, внизу упираясь в тот самый «интернет вещей». Робот сегодня — это компьютерная сеть, даже классический робот. Помним, что обычно моторчики в суставах робота имеют собственные контроллеры — иначе любой сбой в главной программе приводит к тому, что эти моторчики легко преодолевают прочностные ограничения и разогнавшиеся даже не до слишком больших скоростей «руки» срываются со своих креплений и улетают вдаль. Носимые компьютеры тоже связываются в сеть (все эти смартфоны+смартчасы+смарточки связываются через Wi-Fi или даже Bluetooth). Облака слипаются друг с другом и доходят до самой земли, превращаясь в «туман» (‘Fog Computing’ – the convergence of networking and compute at the edge of networks to create a more distributed intelligence that balances the need for centralized mega-scale data centers with more locally-useful computing and decision making capabilities).

В принципе, инженеры уже начинают обращать внимание на появившиеся «из ниоткуда» облачные и мобильные предложения Autodesk 360. По факту сегодня можно начинать инженерный бутик, не тратясь на серверы для PLM и рабочие станции для мощных программ моделирования. Даже механическая САПР уже может работать в браузере и стоить $35 в месяц — и мощности такой САПР вполне хватает для проектирования каких-нибудь хитрых колоночек, а мощность расчётных программ в облаке такая, что даже богатым фирмам трудно тягаться с подобными предложениями «из облака». Беда тут только с военными заказами, ибо для гражданских применений средств защиты информации вполне хватает, а для параноидальных силовиков обязательно требуется «воздушный зазор» (который и дороже, и всё делает вдесятеро медленнее). 

Чтобы не делать отдельного пункта, к тренду развития третьей платформы я бы отнёс и начало перехода к 4К (Ultra HD) как нового типового разрешения мониторов вместо нынешнего Full HD, что позволит конструкторам и проектировщикам видеть больше информации о своих изделиях, чем на нынешних, ставших уже общим местом связках из пары Full HD-мониторов. Кстати, в 2014 году ожидаются смартфоны и планшеты с 4К-экранами, так что это вполне можно рассматривать по пункту mobile в этой «третьей платформе».

Во всех трендах рассказывается про важность тренда social: маркетинг и рекрутинг стремительно уходят в социальные сети, независимо от отрасли. К инженерии это тоже относится, но там есть и productivity tools — PLM-, ERP-, CAM-системы с их issue trackers. Вот они-то и являются social, уходя в облака (та же PLM 360 от Autodesk) или туман (связки мобильных, локальных и облачных продуктов).

Раньше много писалось о том, что в области инженерии непрерывное образование непонятно, как реализовать. А сегодня стало понятно, что MOOC — это отличнейшее образовательное предложение даже не столько для традиционных студентов, которые пытаются получить своё первое высшее образование, сколько для уже состоявшихся инженеров, желающих повысить свою квалификацию, чтобы не отстать от жизни. Не встречал информации, сколько записалось из первой сотни тысяч человек на знаменитый курс Machine Learning к профессору Ng, но мне почему-то кажется, что уже имеющих диплом инженеров там было явно больше половины.

Этот тренд замечен, и инженерные компании пытаются теперь осознать, что с этим делать — как поддерживать и как пользоваться плодами. Flip teaching объявили по факту целевым способом обучения за плату, а в 2014 году будет создано и выложено в открытый доступ огромное количество открытого учебного материала: «лекции» станут читать магнитофоны в MOOC, а семинары проводить — преподаватели по «Скайпу». Это ещё один аспект того самого social.

Ну, и ещё один аспект social в инженерии — использование инженерами множества сайтов краудфандинга. Сами эти сайты были трендом 2012 и 2013 годов, но вот 2014-м ими уже будут пользоваться не только отдельные и не только маленькие инженерные проекты. По факту появился ещё один способ финансирования инженерной деятельности, при которой не нужно ни кредита в банке брать, ни венчурного капиталиста искать, а заодно получаешь и интернет-магазин.

Традиционно 3D-печать рассматривалась как что-то4. 3D-печать (и преформинг) пригодное либо для далёкого будущего, либо для рукодельников-хоббистов. Конец 2013 года показал, что она созрела, чтобы попасть во многие списки трендов-2014:

— напечатан пистолет, что продемонстрировало возможность напечатанных конструкций держать давление в 1 360 атмосфер при каждом выстреле;  — напечатан аудиодинамик целиком, с диффузором, катушкой и магнитом, что показало возможность «телепортации» сложных потребительских изделий, а не только «крышечек от телефонов»; — General Electric будет использовать 3D-печать для 85 тысяч форсунок; — в Windows 8.1 вводится новый тип устройства — 3D-принтер: это больше не экзотика, а мейнстрим; — печатают даже клеточные структуры, хотя и со впятеро меньшим разрешением, чем нужно для печати работающих органов.

Но я бы добавил к тренду 3D-печати как изменению способа производства ещё один — какого-нибудьпреформование (preforming). Смысл там простой: вяжем из углеродного (или ещё подешевле) волокна каркас изделия примерно так же, как вяжут носки и другой трикотаж, а затем заливаем пластмассой. Получаем чудеса композитных материалов, но дёшево и быстро. Это как переход от бетона к железобетону: когда его придумали, стали дешевле многоэтажные здания, стали возможны небоскрёбы. Так и преформование сулит много интересного в плане упрочнения и облегчения конструкторских изделий. Я думаю, что к концу 2014 года эта технология будет уже вполне «в тренде».

Ну и в любом случае тренд-2014 — это скорость производства. Ориентирами тут служат 6 млн продаж каких-нибудь гаджетов в месяц и 4 возводимых этажа небоскрёба в сутки. В 2013 году это демонстрировали немногие, и это не являлось «трендом», а было «будущим». В 2014 году это должно быть уже в повестке дня многих и многих фирм.

Сюда же я отнёс бы и уникальность каждого производимого объекта: если речь идёт о печати и сборке роботами, а данные для этой печати и сборки готовятся не руками, то все эти миллионы производимых объектов вполне могут быть уникальными — и речь идёт не только о домах (уникальность которых подразумевается), самолётах (нет двух одинаковых авиалайнеров), автомобилях (которые сейчас все начали изготавливаться с опциями) или компьютерах (где тоже возможна сборка под заказ), но даже о телефонах (в конце 2013-го такое делает пока только Motorola , но дальше этим непременно займутся и все остальные). А на подходе ещё большая кастомизация — модульные телефоны.

Несмотря на то что кое-какие подборки трендов и включают Smart Machines (с примером IBM Watson) в тренды 2014-го, я не думаю, что когнитивный компьютинг как-то5. Умные машины задерживаются рванёт именно в наступающем году. Массово это всё появится в 2015-м — а к концу 2014-го все будут шуметь по поводу успехов первых приложений и говорить о тренде-2015. Ожидается это, вестимо, в медицине и розничной торговле. До инженерии это всё докатится только через пару–тройку лет.

Но не могу не сказать, что тренды «интернета вещей» с их раскиданными повсеместно датчиками, contextual computing, использующего данные этих датчиков, smart machines с алгоритмами слабого искусственного интеллекта, «интернета всего», который всё это соединяет в одно целое, и «экстремальных данных», помогающих всему этому слиться в экстазе, на выходе дают «умное всё» (и один из обозревателей пишет про smart pants как пример результата — «Are you ready for smart pants?». Но я не так оптимистичен. Умные трусы и джинсы в своём гардеробе мы получим не в 2014 году, а немного позже. Это станет трендом года через три–четыре.

2013 год показал, что «без объявления войны» по факту реализуется программа космического ренессанса, которая продолжится и в 2014-м. Космос где-то6. Космический ренессанс с середины 70-х ушёл с первых полос газет, но в конце 2013 года он начал возвращаться — и в этом возврате есть некоторые особенности, что позволяет мне зачислить космический ренессанс в инженерные тренды наступающего года.

Советский «железный занавес» не позволял нам узнать истинных масштабов освоения космоса. Так, по программе Appolo с 1969 по 1972 год на лунной орбите побывало 24 человека (из них трое — дважды!), а на Луне гуляло 12 космонавтов; они привезли на Землю 382 кг лунного грунта. Приключения советских луноходов, которые подавались как триумф цивилизации (посадка «Лунохода-1» — ноябрь 1970-го, «Лунохода-2» — январь 1973-го), уже не кажутся после этого чем-то интересным, ибо в программе Apollo использовались двухместные автомобили-планетоходы аж в трёх экспедициях из шести, и в экспедиции Apollo-16 даже был поставлен рекорд скорости передвижения по Луне на автомобиле — 18 км/ч (это на Луне очень много: ведь там сила тяжести вшестеро меньше и дороги отнюдь не асфальтовые, так что автомобиль на такой скорости ощутимо подбрасывало). 

На автомобиле американцы проехали почти 36 км только в экспедиции Appolo-17, удаляясь от лунного модуля на расстояние до 7,6 км. «Луноход-1» прополз всего 10 км, «Луноход-2» — аж 42 км (по альтернативным данным — 37 км), но без людей, да и «рекорд дальности» оказывается не таким уж большим. Неожиданненько, да? Кстати, марсоход Opportunity прошёл 36 км, но уже не по Луне, а по Марсу — с 2004 года по настоящее время.

Международная космическая станция уже сейчас имеет в длину 109 метров, её объем с поддерживаемым атмосферным давлением — 916 м3. Это гостиница на примерно 250 кв. м, по не самым плохим земным нормам. В 2014-м к станции добавится ещё два модуля — и её строительство будет завершено. 

Космонавтов (люди, которые поднимались на высоту более 100 км над поверхностью Земли) на 8 июня 2013 у нас на планете 532 человека из 36 стран. Даже Иран под конец года сумел запустить обезьянку в космос, а затем безопасно вернуть её на Землю. А Китай высадил на Луну своего «Нефритового зайца».

Космический ренессанс как тренд-2014 означает, что число космонавтов за год будет удвоено — как минимум за счёт начала дешёвых частных гражданских полётов (можете хоть сейчас купить себе билетик за $250 тысяч). Это и есть тренд-2014: космонавтика из военно-государственной становится частной и будет питаться не из денег налогоплательщиков, а деньгами любителей приключений. 

Элон Маск поставил цель снизить стоимость запуска в 10 раз; в 2014 году будут продолжены испытания Grasshopper и пройдут запуски Falcon Heavy. Это более круто, чем баллистические траектории Virgin Galactic с их всего шестью минутами невесомости, хотя Virgin Galactic — это уже «прямо сейчас», а SpaceX — «когда-нибудь потом». С другой стороны, есть много желающих брать билет на Марс в один конец (тоже можете зарегистрироваться на полёт в 2024 году прямо сейчас, а финансирование идёт через краудфандинг). Эпоха географических открытий завершена, но если не ограничиваться «гео», то человечество много где ещё не бывало. 

Космические корабли начинают рассматриваться как каравеллы прошлого: дорогие, но вполне обычные транспорты для того, чтобы махнуть куда-нибудь... в Индию, за острыми ощущениями, отлично осознавая все риски как плавания, так и последующего пребывания в не слишком цивилизованных местах. Луна или Марс отличаются от Индии тем, что можно ночью ткнуть в них пальцем: «А я там был!» В Индию пальцем не ткнёшь, вот и вся разница. Ну, ещё разница в стоимости поездки и в стоимости основания там колонии. 

Фантасты уже озаботились тем, что «нет больших проектов». Так вот: космический ренессанс вполне тянет на такой проект; это уже не столько чисто технический тренд, сколько социотехнический. Человечеству таки не вечно жить в колыбели, и в 2014 году может произойти осознание этого факта. Поучаствовать в колонизации Марса (при наличии билета только в одну сторону!) зарегистрировалось 200 тыс человек (из одной России — 8 тыс. человек), так что всё вполне массово. 

Про космические лифты и прочую экзотику я знаю, но тут молчу: это явно не будет в тренде-2014, это когда-нибудь потом.

Традиционный в «железной» (а поначалу и программной) инженерии каскад последовательного проектирования и пошагового тестирования в 2014 году может уже не рассматриваться как незыблемый канон, от которого опасно отклоняться. Да, контролировать конфигурацию в проектах прошлого без каскада (у нас часто называемого водопадом) было очень боязно: это были бы шаги в неведомое, что в крупных проектах катастрофично. Сегодня ситуация изменилась:7. Инженерный agile

— agile-методология уже не в детском возрасте: DSDM консорциуму в 2014 году будет 20 лет (начало он ведёт от rapid application development в 1994 году, а не от agile manifesto в 2001-м). За эти 20 лет накоплено немало опыта;

— «concurrent engineering» уже не звучит как что-то совсем необычное, современный софт управления конфигурацией и изменениями делает его достижимым: конфигурация не разваливается при, казалось бы, «беспорядочной» разработке;

— Барри Бём внёс упоминание своей спиральной модели (с акцентированием того, что речь идёт о параллельной инженерии и сознательном принятии рисков в разработке) в ICM, получив ISCM;

— SpaceX явно оговаривает «неводопадность» в своём производстве; появился автомобиль, создаваемый по agile.

Вместо периодических комитетов по управлению изменениями (change control board) решения по изменениям сейчас всё более и более массово принимаются посредством совместной работы через сеть: все эти issue trackers и digital mock-ups вполне позволяют это делать. Поддержанный софтом порядок всё надёжней и надёжней бьёт класс инженеров, у которых помещается в голове весь проект. Инженеры явно в большинстве своём не гроссмейстеры, и если они играют свои инженерные партии не по памяти, а с доской-компьютером, то у худших из них проекты получаются приемлемыми, а у лучших — много лучше, чем у инженер-гроссмейстеров (генеральных конструкторов) прошлого.

Более того, чем больше системная инженерия становится моделеориентированной (то есть чем больше происходит в system definition по сравнению с system realisation на V-диаграмме), тем больше применимы методы разработки софта. В принципе, активное обсуждение agile systems engineering ведётся уже несколько лет (погуглите «systems engineering agile»), но это пока не было явным трендом. К концу 2014 года обсуждение agile для «железных» и строительных проектов вполне может оказаться трендом — и этот agile будет совсем не таким, каким он представлялся ещё десяток лет назад. В принципе, никакого одинакового для всех agile не существует: практики проектной гибкости исключительно разнообразны. Упомяну, например, один из паттернов жизненного цикла, о котором писал тот же Барри Бём — architectured agile. (Это к мифу о том, что в agile не уделяется внимания архитектуре. Уделяется, ещё как уделяется.)

Так что один из инженерных трендов-2014 — это признание agile права на существование не только в софтовых разработках.

Я редко пишу на темы «био», но тут не могу удержаться. Инженерия — это когда мысль-проект превращается в реальность. В биологии этой инженерии навалом: очередным светящимся поросёнком уже никого не удивишь (вот, например, 8. Биоинженерия свеженький), и даже выращенный в пробирке гамбургер явно не поражает.

В генной инженерии тоже сдвижки: начинает работать технология CRISPR (появилась в начале 2013 года, а вот развитие темы в конце 2013 года: занялись пониманием человеческого генома). 

И даже со стволовыми клетками много чего происходит (вот, например, как их используют для лечения инфаркта).

Методы вполне инженерные, вплоть до 3D-печати органов (вот свеженькое из этой области: в 2014 году собираются напечатать человеческую печень, которую ещё пересаживать нельзя, но для фармакологических экспериментов использовать уже можно, и планируется, что такая печень может функционировать до 40 дней). 

Биоинженерный тренд-2014, как и в случае agile, — это признание за биоинженерией права влияющей на жизнь дисциплины, выход достижений биоинженерии на первые полосы газет. К концу 2014 года инженерия чего-то живого перестанет восприниматься как нонсенс: все эти «генные инженерии», «тканевые инженерии» и прочие биологические инженерии будут признаваться как вполне инженерные дисциплины и как-то отделяться в профессиональном и общественном сознании от собственно генетики, биологии и т. д., как когда-то computer science была отделена от software engineering. В этом и тренд-2014.

Хотя с этим восьмым — «биоинженерным» — трендом, может, я и забегаю сильно вперёд. Ну да ничего, цыплят по осени считают. Подождём годик, посмотрим.

К оглавлению

Санта не опаздывает, он задерживается! Почему американцы не получили свои подарки в срок? Евгений Золотов

Опубликовано 30 декабря 2013

Мы привыкли ругать «Почту России» — и часто на то есть объективные причины. А вот американцы привыкли к обратному — к работе почтовых служб «словно часы». И тем сильней оказался шок от случившегося на прошлой неделе, когда их частные почтовые компании постиг настоящий паралич. Миллионы отправлений застряли на пересылке, и никто не мог сказать не только как скоро они доберутся до адресатов, но и почему это случилось вообще!

Почта в США — штука интересная. Формально всем заправляет государственный гигант USPS, переваривающий (в том числе благодаря закреплённому конституцией праву на частичную монополию) почти 200 миллиардов отправлений в год. Однако на деле значительную часть корреспонденции, особенно деловой, переправляют частные конторы, крупнейшими из которых являются UPS и FedEx. И в то время как USPS дышит на ладан, теряя миллиарды долларов ежегодно вследствие конкуренции с интернетом, «частники» именно благодаря интернету процветают.

На UPS приходится основная нагрузка (грубо, каждая вторая посылка из американских интернет-магазинов пересылается через неё), FedEx довольствуется меньшим. И никто не ждал, что именно то, что их кормит, однажды их чуть не задушит. Но — факт: не дождавшись заказанных подарков к Рождеству, 25 декабря, американцы занервничали — и разразился натуральный национальный скандал.

Причина, как предполагают, кроется не столько в выросшей покупательской активности в предпраздничный сезон (которая, вообще говоря, подросла весьма скромно — на единицы процентов к прошлому году), сколько в неожиданном её смещении на последние предрождественские денёчки. Считается, что львиная доля «зависших» почтовых отправлений — это рождественские подарки, которые, естественно, нужно было успеть доставить до 25-го числа. А нынешний праздничный сезон, ко всему прочему, выдался коротким (он начинается с Дня благодарения, четвёртого четверга ноября, и потому продолжительность его от года к году разная). Так что торопиться пришлось всем — сначала покупателям, потом интернет-магазинам, которые должны были успеть извлечь товары со складов и разослать (они ведь гарантировали доставку до Рождества, чтобы отвоевать покупателя у офлайновых продавцов), а хуже всех, понятно, пришлось почтовикам.

Почтовые компании сохраняли бесстрастный вид до последнего, но на поднимающейся волне недовольства, ближе к Рождеству, начали сознаваться. UPS констатировала, что объём аэропочты превзошёл её возможности по доставке, оказавшись больше самых смелых прогнозов. FedEx поначалу признавать проблему не желала (мол, все наземные посылки отправлены в срок; про авиа молчали), однако под давлением возмущённых покупателей сдалась и она: у неё, похоже, посылки застревали уже после перелётов, в центрах складирования, откуда особенно спешащим клиентам предлагалось их забрать.

Результат: все крупнейшие ритейлеры и множество мелких, торгующие через Сеть — начиная с Amazon.com, Walmart и ниже — не смогли выполнить в полной мере обязательство доставить покупки в срок. Масштабы бедствия ещё предстоит уточнить, продавцы лишь уклончиво говорят о «нескольких процентах пострадавших покупателей», но даже сейчас ясно, что речь идёт минимум о сотнях тысяч человек: в период перед Рождеством ежесуточный поток отправлений только через UPS и только в США превышал 7 миллионов единиц, всего же по миру компания доставляла полтора десятка миллионов посылок каждые 24 часа. И простыми извинениями тут явно не отделаться: экспресс-доставка и доставка в гарантированный срок недёшевы. Например, подписка на опцию Prime у Amazon (доставка в двое суток) обходится в 80 долларов за год.

Придавленные критикой почтовики оправдывались как могли. Появились, скажем, слёзные истории о тяжёлой доле сотрудников почтовых компаний, которые в предрождественский период вынуждены работать чуть не по 100 часов в неделю, без выходных, отгулов и, упаси боже, отпусков (вспомните о них, когда усядетесь за праздничный стол!). Но больней всего произошедшее ударило по ритейлерам. Не желая жертвовать репутацией, Amazon пообещала возместить все расходы на доставку задержавшихся покупок, а сверху ещё и добавить 20-долларовую подарочную карту; Kohl's — целиком оплатить запоздавшие покупки, и т. д., и т. п.

Виновник «торжества», повторю, не установлен по сей день. Легче всего возложить вину на почтовиков, но комментаторы указывают и на интернет-торговцев. Тот факт, что американцы склонны закупаться в Сети активнее обычного именно в предрождественский сезон, давно известен: вероятно, многим не доставляет удовольствия толкаться в праздничных очередях. Нынче диспропорция оказалась неожиданно сильной: по предварительным данным, вместо обычных 6% от всей массы розничных продаж Сеть дала целых 14% (данные National Retail Foundation), и активность нарастала нелинейно, так что в последние пару суток перед Рождеством веб-магазины продали на 63% больше, чем в тот же период годом ранее (данные Mercent). Считается, что подстегнула покупателей новаторская политика интернет-продавцов: они приберегли лучшие скидки напоследок, а сделать покупку с гарантированной доставкой к Рождеству можно было вплоть до 24 декабря, то есть всего за сутки до праздника.

Вот так и сформировался вал посылок, намертво забивший аэропорты: несмотря на то что почтовики арендовали десятки дополнительных самолётов, развезти всё по местам назначения они банально не успевали. Кстати, почтовые компании знали о надвигающейся проблеме — наблюдая необычно быстро возрастающий поток отправлений ещё за неделю до кризиса. Но среагировать уже не было времени: не поднимая шума, предупредили только, что сроки доставки после середины декабря не гарантируются. Объявлений этих, естественно, никто не заметил.

Сыграли роль и другие факторы. Так, на востоке и северо-востоке США случилась неожиданно плохая погода, а с нею — порванные ЛЭП, оставшиеся без электричества логистические центры, отменённые авиарейсы. 

В любом случае к настоящему моменту все запоздавшие посылки доставлены, но ожидается продолжение. Ритейлеры, пообещавшие расплатиться с американцами за рождественскую нервотрёпку, отнюдь не намерены платить сами — и надеются истребовать компенсацию с почтовых компаний. Те, в свою очередь (во всяком случае UPS), вроде бы не отпираются и готовы возместить расходы по крайней мере на опоздавшие авиаотправления (для наземных срок доставки не гарантируется).

Повторится ли кризис в следующем году? Американцы едва ли откажутся от онлайн-шопинга: уж очень выгодное это дело. Но и продавцы покорно ждать повторения не станут. Как минимум будут пересмотрены контракты с почтовыми компаниями. А может быть, кто-то отважится и на радикальные меры. Вариантов как минимум два. Один — децентрализация курьерских служб (вспомните «Почту на новый лад»). Второй — доставка собственными дронами; тут, правда, американцы с их бюрократами-регуляторами вряд ли станут первыми (зато в Австралии эксплуатация дрон-курьеров начнётся вот-вот: читайте свежий «Бизнес-журнал»!).

С наступающим!

В статье использованы иллюстрации Marcin Wichary, Chicago Tribune, NorthJersey.

К оглавлению

Оглавление