Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Биографии гиков

Как разрабатывают и выпускают игры в пандемию интервью со Стивом Гибсоном

16.01.2021 12:10:38 | Автор: admin

Недавно в наших соцсетиях выступал Стив Гибсон президент компании GearBox Software, которая которая разрабатывала игры Half-Life: Blue Shift, а также дополнений Half-Life: Opposing Force, Half-Life High Definition Pack и Half-Life: Decay и игру Borderlands.

Делимся с вами расшифровкой и записью интервью.

Спикеры:

Стив Гибсон
Президент издательства Gearbox Publishing

Сергей Уланкин
Главред Канобу



Здравствуйте. Здравствуйте, все, здравствуйте, наши слушатели, и поприветствуем Стива Гибсона, президента Gearbox Publishing. Как дела?

Отлично. А у вас?


Спасибо, прекрасно. Сегодня мы поговорим о множестве вещей: издательстве и разработке игр, игровой журналистике и игровой индустрии вообще.

Но для начала, не могли бы вы объяснить нашим слушателям, чем именно вы занимаетесь в Gearbox Publishing.

В широком смысле, мы берем игры, которые зачастую и финансируем, и делаем так, чтобы как можно больше людей увидели их везде. Возьмите любую игру, которая вам нравится, и задумайтесь, как она работает на Nintendo Switch. Это тоже будет работа издателя. Мы люди, которые делают так, чтобы игра хорошо работала на этой платформе и чтобы как можно больше людей узнали об игре. Также мы делаем рекламу по всему свету. В общем, роль издателя игр доставить игру в разные места.

Gearbox превратилась из студии разработки в издателя недавно, лет пять назад. Мне кажется, что большинство крупных издателей сейчас начинали еще тогда, когда были диски и физические магазины. А вы в волне новых издателей, которые в первую очередь работают с цифровыми продажами, и начали совсем недавно. Можете очень кратко описать, как вы пришли к решению, что пора начать издавать игры, а не только разрабатывать их?

Да. Это началось, когда мы в Gearbox приобрели права на франшизу Homeworld. Многие в команде любили ее, и мы хотели показать ее огромному количеству людей. Мы хотели сделать ремастер, чтобы она выглядела еще лучше. Так что мы подумали: Окей, у нас есть крутая игра, и мы знаем, что людям она понравится. Как мы дадим людям знать о ней?. Так что мы начали разговаривать с издателями, так как сами тогда не издавали игры. И они говорили, что согласятся издавать эту игру только в том случае, если мы подпишемся еще и на издательство следующих частей Borderlands у них же. За нас была вот такая конкуренция.

Так что нам стало понятно, что если мы хотим дать людям сыграть в такую крутую игру, как Homeworld, и при этом не закладывать в контракт свое собственное будущее и другие наши игры, то нам нужно сделать все самим. Так что начали этим заниматься, все продумали, и через год-полтора Homeworld Remastered увидела свет. И это был большой успех. Если еще и игра отличная, то это, конечно, помогает, верно? (смеется). Но мы очень многому научились и поняли, что у нас в компании есть правильные люди. И с этой работы с Homeworld мы стали строить свое издательство.

Вы думаете, что это естественный процесс, когда игровая компания растет, растет ее база фанатов, и потом она использует базу фанатов, чтобы превратиться в издателя? Или же это большой риск, на который пойдёт не каждая растущая компания?

Это точно очень рискованно. Самая большая опасность в том, что многие разработчики, которые хотели бы стать издателем, хотят издавать свои собственные игры. Они хотят этого, чтоб быть как можно ближе к клиентам, получать прямую связь. И это отличное решение для многих разработчиков. Но мне кажется, что частая ошибка, которую мы избежали, так как наняли хороших специалистов, это фокусироваться на издательстве своих собственных игр. Нужно нанять кучу людей, потратить кучу денег, чтобы выстроить инфраструктуру, а затем оказывается, что вы не так уж часто делаете игры. Обычно игровая компания не выпускает по новой игре каждый квартал.

То есть вы строите огромную машину и всю эту инфраструктуру, чтобы издавать игры. Сотрудникам нужно платить зарплату каждый месяц, а они сидят и не работают большую часть времени. Так что мы поступили по-другому и сказали себе, что мы хотим напрямую общаться с клиентами, но еще мы прислушиваемся к тому, что диктует экономика: эти же знания и умения мы должны применять к другим играм.

И это взаимовыгодно. Мы строим большого издателя для Gearbox Games, но в то же время появляется возможность применить наши знания к чужим играм. Это правильно для бизнеса, чтобы мы издавали больше игры, и это правильно для Gearbox в целом, чтобы компания получала пользу от постоянного приобретения новых знаний. У нас получился гибрид: мы и свои игры издаем, и чужие в основном чужие, и так скорее всего и будет оставаться. По крайней мере до тех пор, пока Gearbox Software не вырастет так, что начнет выпускать по игре каждый квартал.

Мне кажется, что в индустрии, по крайней мере с точки зрения игрока, всегда противопоставляли издателей и разработчиков. Разработчики это творческие ребята, которые создают игры ради искусства и признания. А издатели это ребята, которые делают деньги, а следовательно злодеи. Можете попытаться развеять этот миф?

О, господи! Для создателя игр это такая шкала, где с одного конца находится художник, который созидает для себя, а с другой стороны коммерческий художник, который всегда задумывается над тем, чтобы сделать нечто, что понравится другим людям, и они купят это за деньги. Так что все начинается с самого разработчика. Нужно сперва понять, кто такой разработчик игр и для кого он создает? Он это делает, чтобы себя порадовать, или же думает о потенциальных клиентах? И в тот момент, когда он принимают это решение, он уже думает о деньгах как разработчик.

Допустим, я не играю в кооперативные игры, но знаю, что многим людям они нравятся. Так думает создатель игр и делает свою игру кооперативной. Зачем ты так сделал? Это же было решение не для тебя, а для коммерческого успеха. Так что все начинается с разработчика, который уже принимает решение о коммерческой составляющей.

Давайте поднимемся на следующую ступеньку, когда издатель получает игру. Издатель уже ничего с ней не делает, ведь он только вторая часть уравнения. Он думает: Ну ладно, вы сделали кооперативную игру. А теперь я как издатель буду решать, как потратить время и деньги, чтобы продавать это так, чтобы люди купили. Чтобы люди увидели игру и захотели её.

Так что да, вот это коммерческое решение. Вся работа издателя вертится вокруг того, что создал разработчик и как теперь это продать наибольшему числу людей. Так что все правда, здесь нечего развеивать. Это действительно коммерческая работа, вся суть которой в том, чтобы заработать на игре больше денег, чем было потрачено на ее создание.

Но можно развеять хотя бы ту часть про то, что вы злые.


Ах да, об этом! Когда видишь, что издатель поставил рекорд по прибыли и тут же сокращает 15% штата. Вот такие вещи иногда происходят.

Кажется, я понимаю, про кого вы говорите.


Просто случайный пример.


Это случайно похоже на новости об Activision Blizzard около года назад.


Когда видишь подобные вещи, они отпечатываются. Существует миллион причин, почему так может произойти. Что делаем мы, так это пытаемся представить долгосрочный эффект от подобных решений. Краткосрочный эффект понятен: сохранить прибыль. Потому что держать людей на работе нет смысла, ведь вы не выпускаете ничего нового в следующие полгода. Это, кстати, созвучно с тем, что я уже говорил.

Так что в краткосрочной перспективе, когда компании принимают решение о следующем квартале или паре кварталов, они думают: Ну ладно, этим людям нечем заняться. Это правильное финансовое решение, когда ты думаешь об итоговой прибыли компании или инвесторов.

Мы об этом размышляем шире, в духе: Окей, компания потратит на это деньги сейчас, но мы потратим еще больше денег потом. Мы можем быть неправы, но вот как мы размышляем. Предположим, мы сократим этих сотрудников, а через несколько кварталов вернемся к ним и скажем, что они нам снова нужны, так как мы снова издаем игру, так что возвращайтесь на прежнюю зарплату. И в то же время другой издатель позовет их работать к себе за ту же зарплату. И нам кажется, что скорее всего они пойдут работать в компанию, которая так не поступала. А если мы примем решение, что их нужно убедить, чтобы они снова у нас работали, то мы должны предложить зарплату больше. Ведь они больше не будут чувствовать себя в безопасности на работе, так что имеют право требовать более высокую зарплату. То есть нам кажется, что если вы будете так поступать, то в итоге вам влетят в копеечку эти злые дела, когда вы нанимали и увольняли по сезонам.

В долгосрочной перспективе это повлияет на ваш бизнес. А в краткосрочной вы сами будете чувствовать себя злодеем, если будете так работать.

А почему с тех пор, как у вас появилось собственное издательство, вы не издаете все собственные игры сами? Почему, например, вы не издаете Borderlands 3?

Ой, ну это просто. 2K прекрасный издатель, честное слово. Как я уже говорил, они берут на себя финансовый риск создания Borderlands. И в 2K работает огромное количество людей, которые без сомнения хотят, чтобы об игре узнали как можно больше игроков.

2K не просит от нас ничего, кроме того, чтобы мы продолжали делать Borderlands, чтобы они их издавали. Мне кажется, что они делают хорошую работу. Так что все очень просто. Если бы нам не нравилось, как они работают, то мы бы думали по-другому. Но мы работаем уже 10 лет, и у нас почти не было проблем. Изменилось только то, что у нас у самих появился издатель, так что мы теперь больше понимаем, почему 2K просил нас сделать какую-нибудь, с нашей точки зрения, глупость. И теперь как издатель мы понимаем: Ах, так вот почему. Сейчас мы лучше всего понимаем, что 2K это отличный издатель, теперь мы только больше убеждаемся в этом. Я думаю, что мы с ними продолжим работать, даже несмотря на то, что мы издаем собственные игры. Даже в этом случае мы с ними будем разговаривать, потому что верим в их способности. Мне они очень нравятся, они хорошие люди.

Давайте я просто уточню, что здесь есть еще и проблема масштаба. Вы говорили, что у вас маленький издатель, а Borderlands это большая игра, правильно? Так что ей нужен большой издатель.

Да, точно. 2K огромные. Это тоже важный фактор. Они очень хороши на этом уровне, а мы намного меньше. Так что есть много причин, чтобы и дальше работать вместе.

А с какими играми вы как издатель предпочитаете работать? У вас есть предпочтения с точки зрения жанра или может быть самого бизнеса разработчика?

Мы начали с того, что мы знаем. То есть с игр про лут, с ролевых экшнов и с кооперативных игр. Это все можно увидеть в играх, с которыми мы работали. И еще шутеры! Одной из первых изданных нами игр была Bulletstorm чистый шутер, который был во многом похож на Duke Nukem, с которым мы тоже работали как издатель и правообладатель. Возьмем Risk of Rain кооперативная шутер с лутом, но только от третьего лица. А теперь Godfall тоже кооперативная игра с лутом, но с ближним боем, а не стрельбой.

Так что, как видите, мы работаем с тем, в чем лучше всего разбираемся. Но мы стараемся расширять свои компетенции. Homeworld был вот таким случаем, когда мы поняли, что у нас нет ничего похожего, да и в мире очень мало похожих игр. Так что мы хотели бы быть издателем, который выступает экспертом и помогает издавать другие игры, но пока что все ограничивается тем, что мы делаем лучше всех. И постепенно мы приобретаем все больше уверенности и понимания, какие еще игры мы можем продавать, чтобы люди хотели в них играть.

Предположим, что я сделал милую игру про младенцев с бензопилами. И с точки зрения игрового процесса это паззл. Что мне нужно сделать, чтобы вы издали мою игру?

(смеется) Ну это сразу берем! Без проблем. Если это абсолютно новая игра с абсолютно новой идеей, то в первую очередь мы собираем группу по оценке игры, которая состоит из нескольких типов людей: кто-то оценивает продакшн, кто-то визуальную часть, кто-то дизайн. А ещё это должны быть люди с разным жизненным опытом мужчины, женщины, а еще разных национальностей. Мы как издатель должны убедиться, что мы будем издавать игру, которая будет интересна не только одному единственному белому мужчине 35 лет. Мы проводим большую работу, чтобы понять, есть ли здесь потенциал для бизнеса. Как вы решили сделать такую игру? Чем вы хотите, чтобы она оказалась?

Мы делаем собственное исследование. Над этим работает группа наших собственных разработчиков и оценщиков игр. Если есть рабочая версия, то они играют в нее, смотрят и оценивают геймдизайн это субъективный анализ. Потом мы стараемся оценить объективно, над этим работают наши аналитики по продажам. Они говорят, что вот такая игра с таким качеством в таком жанре в такое время за такую цену похожа на вот эти другие игры, и вот столько они в среднем зарабатывают.

Затем мы складываем две части анализа и решаем, продастся ли игра достаточно хорошо, чтобы оправдать наше время. И верим ли мы в команду, что они делают достаточно хорошую работу. Вот так мы оцениваем, с помощью эдакой смеси субъективного и объективного анализа.

А еще большой фактор это понять, нравится ли нам работать с этим человеком. Потому что, если вы начинаете работать, вы превращаетесь в семью как минимум на пару лет. Уверены ли мы, что разработчик надежный, что с ним удобно взаимодействовать, что он хорошо будет справляться с критикой и неприятностями. Это на самом деле огромный фактор.

Допустим, у вас есть отличная игра про младенцев с бензопилами. Но мы говорим: Слушай, дружище, оказывается в Австралии есть законы об изображении наркотиков, а в твоей игре нужно принимать наркотики, чтобы лучше управляться с бензопилой. У вас есть выбор: не запускать игру в Австралии или же поменять что-то в игре, чтобы ее можно было там продавать. Важно, как разработчик отреагирует на это. И конечно мы как издатель пойдем спорить с правительством Австралии, чтобы доказать им, что они все поняли в игре неправильно.

Если вы разрабатываете игры, то надо понимать, что с такими вещами вам придется работать. Если вы хотите, чтобы в вашу игру играли по всему свету, то нужно понимать региональные и культурные отличия.

По правде говоря, в игре Risk of Rain присутствовала игла, которую нужно использовать, когда вы делаете укол адреналина. И в некоторых странах мы заметили сильную реакцию на изображение иглы. Что прикажете с этим делать? Вот о чем мы думаем: как хорошо разработчик будет работать со всем миром, а не только с той страной, где живет он сам.

Можете вспомнить какую-нибудь странную вещь, которую пришлось вырезать из игры?

Пока что у нас не было случаев, чтобы мы вырезали что-то из игры. Обычно мы делаем специальные версии. Обычно это касается Китая, где очень чувствительно относятся к изображениям скелетов, а еще у них есть нюансы, касающиеся критики правительства.

В Risk of Rain была ситуация, когда враг выглядел как череп. Мы решили, что в Китае нужно это исправить. Я не знаю, как он будет выглядеть в итоге, это уже решают разработчики. Но мы им говорим, что вот два варианта: либо нет официального релиза в Китае, либо вы находите творческий способ сделать так, чтобы этот враг не выглядел как скелет и при этом оставался страшным. Нам повезло, что у нас не было больших проблем, подобных этой.

Еще могу рассказать про другую игру и Китай. Мы издавали We Happy Few, где вся суть сюжета в том, что правительство вас обманывает, и мир на самом деле не такой, как кажется. И мы даже не пытались. Мы понимали, что это вызовет проблемы, так что поговорили с Compulsion, разработчиками игры, чтобы убедиться, что мы не сможем поменять всю игру. В итоге мы даже официально не подавали заявку, потому что понимали, что тематика игры не подходит под их культуру. Так что да, бывает и так.

Но мы как издатель понимаем, что каждая игра, с которой мы работаем, может создавать разные эмоции и проблемы в разных уголках света. Как издатель мы должны принять решение, что мы даем разработчикам поступать так, как они считают нужным. В конце концов мы уважаем их решение. Так что мы никогда не говорим, что будем издавать игру только в том случае, если они поменяют то или это. Как издатель мы всегда говорим: Мы хотим опубликовать вашу игру такой, какой вы ее сделаете. Но если вы хотите, чтобы вашу игру тепло приняли во Франции, то сделайте вот так. Но финальное слово всегда за разработчиком. Так что мы сразу должны принять решение, что берем игру как есть, иначе мы не будем в одной лодке, а это создает натянутые отношения с самого начала.



А были ли ситуации, когда вы предлагали разработчиками, что, вероятно, вот это в игре стоит поменять, чтобы попасть на какой-нибудь рынок или чтобы заработать больше, а они отказывались и не делали этого?

О, да, да. Такое бывало. Но вы стараетесь не просить о таком разработчиков, так как если вы часто будете просить о подобном, то в итоге потеряете сердце игры. Получается разработка комитетом, даже разработка обидчивыми государствами, а это звучит как катастрофа. Ведь у каждой культуры или территории в мире есть вещи, на которые они обижаются. И в итоге у вас выйдет самая гомогенная и скучная игра на свете, если вы постараетесь угодить каждому и прислушиваться к обидам каждого.

Это похоже на ловушку, так что мы стараемся ее избегать. Мы очень стараемся вмешиваться только в крайних случаях. Это бывает редко, и мы оставляем финальное решение за разработчиком. И мы принимаем и понимаем, если разработчик говорит, что не хочет это принимать. Так что мы не давим, а просто объясняем варианты.

Я бы хотел задать последний вопрос об издательстве и маркетинге игр. Вы работаете над маркетингом в Gearbox уже больше 10 лет, так? Можете кратко назвать три вещи, которые изменились за эти десять лет в маркетинге игр?

Ну многие люди снаружи путают маркетинг и пиар. Это очень разные вещи. Можно как бы разделить это на то, что заслужили, и то, за что заплатили. Пиар это когда вы не платите никому, но попадаете на обложку журнала Game Informer. Так происходит из-за взаимоотношений с редактором, который знает или думает, что вы делаете отличную игру, и хочет рассказать об этом всему свету. Вот это пиар.

Этот мир сильно изменился. Теперь пиар-отделы тратят свою энергию не на журналы, как раньше, а на сайты и, с недавних пор, на так называемых инфлюэнсеров. На людей, которые будут стримить вашу игру. Вот что изменилось.

Изменилось и то, где теперь покупатели не у стендов с прессой, а на стриминговых платформах и сайтах. Это тоже изменение.

А еще, как мне кажется, произошла вот такая вещь, которая полезна покупателям и которая сейчас почти не случается мы называем это авдерториал (от слов реклама и редакция). Вы могли видеть вебсайты, которые смешивают две вещи. Эй, я слышал, что этот издатель купит рекламу на два миллиона долларов, но только если мы напишем вот это превью игры, где мы уделим ей много внимания и расскажем, какая классная она выйдет. Вот это происходило раньше чаще, чем мне хотелось бы как человеку, который работал на сайте. Я видел такие запросы.

Но, к счастью, мы живем в мире со стримингом и инфлюэнсерами, где нельзя спрятать то, как игра выглядит за так называемыми булшотами. Знаете, это такие скриншоты, которые изображают игру лучше, чем она есть на самом деле. Вот это почти не происходит, потому что будет онлайн-стрим, где вам точно покажут, как игра выглядит и играется. И это к лучшему для покупателей, потому что вы видите игру настоящей. Так что стриминг и пиар принесли покупателям огромную пользу, и это отлично.

Вот еще одно улучшение. Розничные продажи теперь не так важны с точки зрения маркетинга. Люди любят называть себя прогрессивными и говорить про будущее индустрии, но физические копии все еще составляют огромный процент продаж. В тот момент, когда вы выпустите игру, ваши продажи будут примерно пятьдесят на пятьдесят. В квартальном отчете компания заявит, что 70% их продаж были цифровыми, но это если считать игры на ПК, которые почти на 100% цифровые. А вот на консолях Xbox, PlayStation, Switch пропорция уже будет пятьдесят на пятьдесят.

Даже игры, которые начнут продаваться в эти праздники. Это создает давление на стороне маркетинга, потому что все пытаются создать предзаказы. И когда вы получаете предзаказы, вы должны произвести диски. А когда вы производите диски, это создает риски. А когда есть риск, то бывает так, что люди начинают приукрашивать игру. Этот риск подстрекает людей: Господи, у меня же на складе 10 миллионов дисков. Мне правда нужно, чтобы люди их купили до того, как поймут, что из себя представляет игра.

Вот это происходит реже. Вы видите гораздо более прозрачную коммуникацию, потому что риск уже совсем не на том уровне, что был раньше. И покупателям это тоже выгодно. Эта прозрачность появилась из-за стримов и из-за меньшего риска со складами, и она приносит пользу покупателям.

Еще отличным событием для покупателей стало появление Epic Games Store. Люди жалуются на то, как они ведут дела. Уверен, что многим не нравится идея эксклюзивов. Но я уверен, что многие люди и не заметили, как после появления Epic Games Store Valve снизила комиссию с 30% до 25%, а потом до 20%. Уверен, что этого бы не произошло, если бы не пришел Epic и не сделал то, что сделал.

То есть у разработчиков больше денег, а для покупателей это стоит примерно столько же. Выходит, что разработчики получают больше и у них больше мотивации делать новые игры. Вот это сделал Epic Games Store. Они помогли сломать монополию, они стали соперником на монополизированном рынке. Вот это круто для геймеров.

Вы бы хотели, чтобы у них не было кучи эксклюзивов, но как еще убедить покупателей прийти в другой магазин, если не так? Они не пойдут в другой магазин даже в том случае, если это будут абсолютно одинаковые системы с одинаковыми инструментами для общения все одинаковое.

Да, геймеры обычно говорят, что им нужны достижения или чаты.


Представим, что у них это все есть. Кто-нибудь бы к ним пришел?


Полагаю, что нет. Но так все говорят: Вот если бы у вас была корзина, достижения и облачные сохранения, которых не было на запуске, и все функции. Но мне тоже кажется, что эксклюзивные игры привели их к успеху. И еще, вероятно, курирование в том смысле, что они принимали в магазин не все игры, по крайней мере в начале. Они выбирали только игры высокого качества для своего магазина.

Да. О том и речь, помогла такая комбинация. Мне кажется, что все мы хотели бы, чтобы эксклюзивы были не обязательны для того, чтобы убедить покупателей попробовать. Мне также кажется, что все мы хотели бы, чтобы функции были бы точно такими же или даже лучше. Я уверен, что все так думают.

Но важно то, что они способствовали тому, что Valve начала шевелиться. И для меня это важно. Покупателям это будет приносить пользу еще многие годы. Когда есть разные магазины это, я думаю, отлично для всех нас и для издателей, и для игроков. Поэтому вы и хотите, чтобы были успешны и Sony, и Microsoft, и Nintendo. Вы хотите, чтобы на рынке была конкуренция, ведь именно это заставляет людей стремиться к лучшему.

Epic Games делает то же самое, по крайней мере начали делать, и на мобильных устройствах.

Да. Вы видели, что Apple странно и внезапно анонсировала программу, где вы должны платить уже всего 15%.

Мне кажется, что это очень умно со стороны Apple. Потому что она обернула ситуацию так, что теперь корпорации защищают свои собственные права, а не права всей индустрии.

Я согласен. Со стороны Apple это было очень умно. Но это и прекрасно. Мне наплевать, какие были причины, но что случилось, то случилось. А причина этому конкуренция на рынке.

Хорошо. Я бы также хотел поговорить про былые времена, раз вы вспоминали, как руководили новостным сайтом и работали журналистом, а позже просто были владельцем. Давайте поговорим про ShackNews: как вы его создали, каким он был и каким стал в конце.

Ну, я всегда был владельцем, потому что я был основателем.


Да, я имею в виду, что вы, возможно, я надеюсь, перестали делать грязную работу и писать тексты самостоятельно.

Ну да, со временем я стал тратить больше времени на другие задачи.

Я запустил ShackNews, когда перевелся из колледжа в Техасе в колледж во Флориде. В Техасе я познакомился с видеоиграми и играл до посинения. Я начал играть в Doom 2, и блин, это было круто. Потом я переехал в колледж во Флориде, и где-то шесть месяцев спустя я начал очень много играть в игры. Когда я переехал, я никого не знал, но я знал, что люблю игры, так что я решил сделать сайт, где мог бы рассказывать про еще не вышедшую новую игру на тот момент это был Quake. Так и сделал, запустил сайт, где я писал про предстоящий запуск Quake. А еще делился новостями и информацией про другие связанные игры, то есть много про Doom.

Я занялся этим, и это открыло мне одну вещь, о которой, думаю, мои родители не помогли бы мне догадаться: моя страсть это не просто играть в игры, хотя я, конечно, и делаю это часто, моя страсть это связывать людей и игры. Я понял это. Странная страсть, да? Смотришь на людей, которые любят делать игры это понятно. Или вы любите дарить людям радость, любите развлекать, любите быть на сцене и показывать, мол, смотрите на эту клевую штуку, которую я делаю.

А я понял, что я не отношусь к таким людям. Я люблю делать так, чтобы люди знали о существовании такого вида развлечения. Вот это просто странно. Этим я занимался показывал людям то, что им стоит увидеть, потому что мне это казалось крутым.

Спустя 12 лет я устал работать из дома. Сейчас смешно про это говорить. В общем, я устал, сказал своей жене, что я больше так не могу: я вкалываю часами, сижу в стуле как приклеенный, а сам даже мира не видал. Так что я решил продать ShackNews. Не знаю, где я буду работать, но не здесь, вот так. И продал.

Я живу в том же городе, что и несколько друзей, которые работают в Gearbox. Я заявил им: Привет, ребята! Я продаю сайт и не знаю, что буду делать дальше. И там был Рэнди Питчфорд, и он сказал: Не знаю, что ты будешь делать дальше, но наверняка это будет интересно. И держу пари, я был бы рад, если бы ты это делал в Gearbox.

В общем, он пообщался с коллегами и сказал, что хочет нанять меня, даже не зная, чем я буду заниматься. Но он убедил своих коллег и сооснователей, чтобы они меня наняли. Когда было непонятно, чем я буду заниматься на работе, я говорил: Наверное, пиаром. Вот такой у меня был слоган, но он сработал. Мне очень повезло, что мне представилась такая возможность.

Как вам кажется, журналисты часто перестают писать об играх и уходят работать в пиар или маркетинг?

Да, это самое распространенное. Могу сказать за авторов, которых я нанимал в ShackNews. Где-то 60% из них сейчас работают в игровых компаниях: Zenimax, Activision, Ubisoft, Gearbox, несколько инди вот эта компания, которая сделала Firewatch, забыл название. В общем, да, это происходило регулярно, по крайней мере, когда я работал в журналистике. Потому что раньше индустрия была гораздо меньше. Было вот как: если вы влюблены в видеоигры, то просто ищете открытую дверь, и вы на работе. Сейчас все стало более специализированным и журналистика, и геймдев. Сейчас быть эффективным игровым сценаристом это не просто писать, а иметь техническое представление, как быть эффективным. Сколько будет стоить показать на экране то, что вы написали? Это относится и к сценаристам кино или сериалов, но и к игровым сценаристам. Нужно понимать, как перевести сценарий в доллары, чтобы это появилось на экране.

Мы уже говорили, как изменился маркетинг игр. А как думаете, за эти 10 лет игровая журналистика изменилась? И если да, то как?

Да. Я думаю, она изменилась к лучшему. Раньше во всех изданиях мира вроде Entertainment Weekly работали фанаты, так что было мало критики. Все тексты были такие: Вот новая крутая штука, она тебе понравится. Это видеоигры! Не могу поверить, что они у нас есть!. Вот так все было двадцать лет назад. Мы называли это шелухой. Было интересно, весело, но, знаете, несерьезно и по-детски. Ведь не каждая игра хорошая.

Вот что произошло со временем. Во-первых, все стали опытнее и стали понимать, почему не каждая игра достойна внимания некоторые просто плохие, некоторые недоработанные. Вот это изменилось, и теперь журналисты стали скептичнее относиться ко всему, поэтому их можно назвать журналистами. Раньше я бы журналистикой это не назвал, в лучшем случае это просто общение про игры. В общем, появилось больше скепсиса, больше опыта, и это хорошо для игроков. Сейчас понимаешь, что если журналист говорит, что игра выглядит хорошо, то это значит больше, чем это значило раньше.

Во-вторых, журналисты и владельцы игровых сайтов стали понимать, что вульгарные заголовки приносят больше денег. Это, конечно, относится ко всем новостным изданиям в мире. Люди поняли, что если напишут провокационный заголовок, то будет больше трафика, а значит денег. Вот это грустно и касается в целом медиа, а не только игровых изданий. Они создадут скандал на пустом месте. Вот это грустно.

И вдобавок ко всему традиционные игровые издания теряют читателей, которые уходят к стримерам. Они видят, что трафик падает, а скандальные заголовки приносят деньги. Что они будут делать? Больше скандалов, потому что это хотя бы позволит им удержать аудиторию. Это приносит вред нашей индустрии, когда скандал делают из всего, даже без причины. Это не помогает. Это грустно. Хотя так происходит не со всеми, но встречается все чаще.

А стримеры просто говорят: Ребята, у меня новая игра, зацените!. Хотя им иногда платят, чтобы сказать, что игра крутая, а покупатели еще не вполне поняли, что стримеры могут играть в игру и притворяться, что им нравится. Иногда и не нравится, они просто делают вид.

Короче говоря, все вернулось во времена журналов, когда вам платили за то, чтобы хвалить игру, так?

Именно. И покупатели этого пока не поняли. Часто стример будет играть и говорить, что ему нравится, но не будет до конца честным с вами. А правила пока не ясны: какие-то стримеры честно говорят про рекламу, какие-то молчат. То есть некоторые честнее других расскажут, нравится ли им игра. Так что да, мы снова вернулись в мир, когда медиа получает деньги от разработчиков и издателей.

Никогда не будет абсолютно честных медиа, журналистам тоже нужно платить за аренду. Не все так печально, есть и куча людей, которые все делают правильно. Чем более успешен стример, тем честнее он будет ведь он заплатит за аренду, даже если скажет, что игра плохая.

Давайте поговорим про игровую индустрию в целом. Это был тот еще год, и надеюсь, следующий год будет лучше он уже на носу. Думаете, если сложить все, то этот год был, скажем так, положительным или отрицательным?

Ох, блин. Очень сложно это разделить. Нужно иметь в виду, что людям просто повезло пережить этот год не всем, и это правда.

В результате этих событий разработчики и издатели стали больше времени посвящать удаленной коммуникации, что улучшит то, как они пишут письма, документацию, сделает их более дисциплинированными после всех встреч и все такое. Этот мир навязал нам дисциплину, которая останется с нами, когда мы вернемся в офисы. Дисциплина нашей индустрии точно не помешает, ведь многие приходят сюда работать, потому что любят валять дурака.

Это принесло пользу тому, как мы общаемся, работаем над играми и представляем их миру. Это также многих людей заперло дома, где они начали больше играть, потому что надо как-то себя развлекать. Так что игры стали получать больше внимания от людей, которые раньше может быть и не были геймерами, но сейчас сто процентов. Вот это тоже правда.

Но блин, это все наполнено болью и виной, когда просто начинаешь думать. У вас наверняка тоже есть друзья или члены семьи, которых уже больше нет в живых. Это ужасное чувство, что ты хочешь дарить людям больше радости, а для нас все это стало фактором роста. Но, блин, ты всегда знаешь, что мы может и научились кое-чему, но цена была слишком высока. То есть это того не стоило ни при каком раскладе. Вот так, мы многому научились, но цена была слишком высока.

Мы подбираемся к концу нашему интервью, и самое время спросить, что бы вы посоветовали нашим слушателям купить в качестве подарка может быть игры или игровые платформы. Скоро Новый год, и нужно поддержать любимых разработчиков.

Какие игры им купить?


Ну да, игры или что-то близкое к ним.


Ох, боже мой. Ну, если у вас семья, то, если честно, Nintendo обставляет всех. Я с радостью рекомендую купить Nintendo Switch и пару джойконов. Поиграйте с друзьями или семьей. На платформе много крутых игр, включая Borderlands. Хотя в нее, наверное, не стоит играть с шестилетним ребенком.

Это очень мне нравится. И если вам повезло купить PlayStation 5, то купите GodFall она очень интересная, и мы добавляем контент каждый день. Я бы ее с радостью рекомендовал, так как сам много в нее играл. Если подумать о ПК, то в GodFall можно поиграть и там. Но если ищите недорогого удовольствия, то Among Us стоит несколько долларов, и она очень весёлая. Стоит копейки. Я бы ее посоветовал может быть надолго ее не хватит, но свою цену она полностью отрабатывает.

Да и, пожалуй, все. Вот игры, в которые можно поиграть с друзьями, семьей и немного хардкорного ПК-гейминга, и немного казуального. А еще купите инди, их всегда много на скидках.

И не забудьте купить GodFall.


Естественно!


Спасибо, что пришли. Спасибо за разговор, было очень весело, интересно и, надеюсь, познавательно.

Спасибо вам!


Всем до свидания.


Подробнее..

Является ли психология наукой и есть ли сознание у кошки

06.02.2021 12:22:42 | Автор: admin

В прошлый вторник у нас выступала Ира Овчинникова научная сотрудница Лаборатории междисциплинарных исследований развития человека СПбГУ, ассистентка-исследовательца в University of Houston.

Большую часть времени на работе Ира исследует, как опыт раннего детства влияет на языковое развитие и как это отражается в мозговой активности, а также занимается изучением расстройств развития.

Делимся с вами записью и расшифровкой эфира.



Меня зовут Ира Овчинникова, я научный сотрудник Лаборатории междисциплинарный исследований развития человека в СПБГУ. Еще я пишу диссертацию в университет Хьюстона, поэтому я сейчас в Хьюстоне, на 9 часов назад от Москвы, и у меня сейчас где-то середина дня.

Q: психология это наука?


Это нормальный вопрос, которым задаются все. И студенты психфака, и люди, которые занимаются психологией.

Ответ простой: все то, что соответствует критериям научности и маркируется как наука это наука. В 30-х годах прошлого века Карл Поппер ввел критерий фальсифицируемости теорий: то есть, любая теория может считаться научной, если ее можно опровергнуть какими-либо фактами, экспериментами на эмпирическом материале. Проблема психологии здесь очевидна: теория будет связана с общими понятиями, которые являются абстрактными, но материальный мир он здесь и сейчас.

Для того, чтобы отвечать этому критерию, в психологии есть понятие операционализации. Это когда я беру абстрактное понятие и прихожу к конвенциональному мнению о том, как мы будем это понятие высчитывать. Таким примером будет являться скорость ответа на некие стимулы.

Я вообще когнитивный психолог (скоро объясню, что это значит). Также это может быть скорость обработки, точность ответа, множество других понятий операционализации. Так теории, мысли, идеи, которые относятся к психологии, могут быть как научными, так и вовсе не научными. К ненаучным теориям относится классический психоанализ, например: его просто нельзя опровергнуть. Потому что, согласно классическому психоанализу, вообще все возможно. При этом, из психоанализа за 60 лет развития мысли выросли теории, которые являются опровержимыми. Например, теория привязанности Мэри Эйнсворт, где нас интересует то, как ранний младенческий опыт влияет на развитие человека.

Далее, в психологии есть когнитивное направление. Его можно считать золотым стандартом науки, оно полностью соответствует критериям научности. К наиболее развитым относятся теории рабочей памяти Алана Бэддели; можно посмотреть множество различных теорий про то, как видоизменялось представление о рабочей памяти, как эмпирический материал, результаты экспериментов позволяли нам, как научному направлению, улучшать эти знания и делать их более точными. В данный момент теория рабочей памяти состоит из нескольких отдельных частей, которые еще не нашли своего опровержения в экспериментах. То есть, согласно Попперу, ни одна из них не будет истинной, но мы говорим, что у нас просто недостаточно материалов, чтобы ее опровергнуть. И еще проблема любой теории методология науки в целом. Старую теорию может заменить только новая теория. Нельзя просто сказать, что старая не работает, нужно представить новую парадигму, объяснение для старых феноменов и новых парадоксов.

Я занимаюсь исследованиями нейроимиджинга в расстройствах развития в данный момент, хотя начинала 12 лет назад с исследований формирования понятий. Мне всегда было интересно, как люди формируют понятия, как учатся новому, и как происходят ошибки в этой истории. Последние 4 года я занимаюсь нейроимиджингом, психофизиологией, также занимаюсь МРТ у людей с расстройствами развития это аутизм, дислексия, класс других расстройств.

Q: какие существуют методы нейроимиджинга, где они применяются, как вы их используете?


Нейроимиджинговые методы можно классифицировать по двум шкалам. В целом, это все методы, где мы пытаемся понять, как устроен мозг как биологический субстрат, как он функционирует и реагирует на разные стимулы. Все методы можно поставить на график с двумя осями: Х это временное разрешение (то, как точно во времени мы улавливаем информацию о процессах), а Y пространственное разрешение (то, насколько маленькие процессы мы можем увидеть).

Например, МРТ, на которую вас могут отправить для определения проблем с любым органом это обычно структурная МРТ. То есть, рентгенолог или исследователь будет смотреть, как орган выглядит и находится в пространстве.

И, если это анатомическая МРТ, то я не смогу посмотреть на то, как тот же мозг функционирует только на то, из чего он состоит. Или меня может интересовать, например, diffusion tensor imaging (DTI) как связаны разные части мозга. И у такого метода очень низкое временное разрешение, почти нулевое информация берется за один момент, никакой динамики нет. Зато у него высокое пространственное разрешение, я могу видеть не только отдельные структуры, но и ядерный уровень, хотя я не буду видеть отдельные слои.

ЭЭГ это обратная ситуация. Я накладываю на человека шапку с электродами, обладающими высоким временным разрешением, и получаю информацию с точностью до миллисекунд. Это очень высокое временное разрешение для человеческого мозга. Но пространственное разрешение будет очень низким, потому что я буду угадывать, какие части мозга реагируют. Придется использовать усредненное представление о том, как в черепной коробке расположен мозг и какие его части отвечают на сигналы.

Q: а как понять, как связаны части мозга? Pathways или анатомические структуры, которые соединяют?


Для этого есть специальный метод это как раз DTI. Нас в этой ситуации интересует, каким образом вода реагирует на магнит, так как у вас будет происходить изменение направления молекул воды. И по этим направлениям мы выстраиваем пути белого вещества. Здесь надо понимать, что это та часть, где происходит очень большое количество программирования, потому что МРТ это не фотоаппарат.

Я эту метафору часто использую, когда рассказываю студентам или коллегам о том, как работает МРТ: то есть, у меня нет другой возможности на 100% узнать, что происходит в организме, кроме вскрытия. Но я, конечно, хочу, чтобы испытуемые были живы.

МРТ позволяет с высокой точностью предугадывать, как выглядят наши пути, но это все же модели. В том числе и тогда, когда вы идете к врачу, и он пытается понять по вашему скану, как у вас связаны разные части мозга. Разные методы обладают разной точностью, и с годами качество методов повышается это тоже входит в мои задачи. Здесь работают люди с разной экспертизой, и это всегда будет междисциплинарная наука, где люди с образованием в области физики, инженеры, математики, и также, в том числе, люди, занимающиеся когнитивной психологией и психологией развития, будут выстраивать максимально правдоподобную модель.

Q: но у всех людей же одинаково расположены в пространстве сосуды в отделах мозга?


Нет, различия есть. Я не думаю, что сейчас могу точно сказать, но потом покидаю ссылок об этом. В целом, мы всегда надеемся, что все расположено в пространстве схожим образом, крайне близко, но бывают отклонения и расстройства, и такие, что никак не влияют на качество жизни человека и на восприятие и обработку им информации.

Q: как применяете ЭЭГ в исследованиях?


Надо понимать, что ни одно из исследований, в которых я участвую, не может быть выполнено одним человеком. Это огромный миф: наука уже давно не существует в формате седовласый человек сидит в белой башне, всегда работают большие команды. Проекты, в которых работаю я, зачастую осуществляются силами 30-40 человек. Всегда большие выборки, большая работа по поиску испытуемых, менеджменту данных.

Например, сейчас в нашей лаборатории в Санкт-Петербурге идет большой проект по исследованию биоповеденческих показателей у людей с опытом институционализации. Под институционализацией мы понимаем людей, которые жили в детских домах или домах ребенка.

Про детские дома все слышали, а дома ребенка это структуры детского дома для детей до 4 лет (после 4 лет их переводят в детские дома, дома-интернаты). Нам интересно, каким образом такой ранний опыт влияет на развитие как в детстве, так и в подростковом возрасте и зрелости. Наш основной фокус это языковое развитие. Есть большая гипотеза о том, что институционализация в раннем возрасте снижает разнообразие и количество языковой информации, обращенной к конкретному ребенку.

Есть большие социальные изменения, которые происходят в этой области: когда людей, которые работают с детьми воспитателей, нянечек обучают больше взаимодействовать с детьми, разнообразить их опыт общения. Но всем понятно, что это все равно не свой ребенок, и, как бы хорошо эти люди не делали свою работу а я встречала замечательных воспитателей и нянечек все равно получается определенная специфика проживания, рабочие условия. И нас интересует, каким образом влияет на ребенка эта специфика, отсутствие близкого взрослого. Под близким мы понимаем того, на которого ребенок всегда полагается, который почти всегда доступен, с которым он формирует безопасную привязанность и с которым у него самые близкие отношения. Обычно, зачастую, это мама. Этот взрослый формирует, выдает ребенку языковую информацию, помогает формироваться его когнитивной системе. Это влияние мы рассматриваем с точки зрения психофизиологии; меня интересует, как дети по-разному (или одинаково) обрабатывают языковую информацию, языковые стимулы в экспериментах, и сохраняются ли эти различия в подростковом и взрослом возрасте.

Например, есть такой эксперимент, представленный в парадигме oddball paradigm я его очень люблю. Компонент, который там представлен, называется негативность рассогласования (mismatch negativity). Так, например, для детей, типично развивающихся, характерно следующее: до года жизни (примерно) они могут различать звуки разных языков. Так, например, дети будут различать звуки та, га и звук, который я не могу произнести (горловой звук между Г и Д, часть хинди). С возрастом, к году жизни, языковые статистики накапливаются, и ребенок перестает слышать разницу между звуком хинди и русским языком, он просто перестает быть особенным, различающимся. Проявляется это так: вы предъявляете аудиально ребенку повторяющийся ряд звуков га (очень много), это становится линией отсутствия изменений. Дальше, когда ребенок слышит звук та, который для него различен, на мозговой активности вы видите резкое изменение, скачок. Это и есть негативность рассогласования. До года жизни, вне зависимости от того, предъявите ли вы редким стимулом та или горловой звук, вы будете видеть негативность рассогласования. Если же вы проведете это эксперимент на типично развивающихся детях после года жизни (русскоязычных, это важно), то вы не увидите этой негативности рассогласования на звук из хинди, или в принципе на звуки из неродной речи.

Нам было интересно, происходит ли такое же запоминание звуков у детей, проживающих в домах ребенка, или же негативность рассогласования остается и в более старшем возрасте. Мы провели эксперимент. Оказалось, что фонологическое осознание возможность услышать различие между звуками хинди и родным языком стирается и у детей из домов ребенка. То есть, они получают достаточное количество языкового инпута для того, чтобы обладать информацией о родном языке и речи то есть, точно умеют определять родной язык.

При этом, если мы проводим эксперименты, связанные с более высокими структурами обработки информации например, когда детей просят называть объекты, или когда им показывают картинку мальчика и говорят, что это цветок информация обрабатывается дольше у детей из домов ребенка. Поэтому мы считаем, что там присутствует некоторое отставание в языковом развитии. Это мы видим и на поведенческих методиках; мы никогда не работаем только с психофизиологией, считаем, что это не очень информативно. Работа также и на поведенческом уровне позволяет сопоставить, то, что видно на уровне поведения и на уровне активности мозга. Есть ли полностью совпадающая интерпретация, или я буду видеть различия, и буду считать в такой ситуации, что на уровне поведения иногда различий нет, а на уровне мозговой активности есть, и это не до конца сглаженное различие. Хотя оно может сглаживаться с годами, в зависимости от того, когда человек попал в семью, как долго он прожил в доме ребенка или детском доме.

Q: какая из трактовок слова сознание актуальна?


Я не занимаюсь проблемами сознания. Я понимаю, что существует большое разнообразие трактовок сознания, но сейчас я использую это понятие на достаточно бытовом уровне как возможность осознавания.

Q: Вы видели контент Виктории Степановой? Можно считать ее психологом? Она считает, что может по фото определить сексуальную ориентацию.


Нет, это невозможно. Не знаю, кто такая Степанова.

Кстати, могу поговорить про псевдопсихологию и то, почему она нас тоже бесит. Возможно, еще сильнее, чем людей, которые не занимаются психологией. Это большая проблема: когда я прихожу куда-то, я не представляюсь психологом. Потому что иначе все подумают, что я сейчас буду рассказывать про ведических женщин, решать чужие проблемы, говорить, как надо правильно жить и рекомендовать психотерапевта.

Насчет психотерапевтов я могу порекомендовать сообщества, которым я доверяю, или людей, с которыми я училась (или у которых училась). Но все остальные пункты это совсем мимо меня, я таких советов не даю.

Псевдопсихология раздражает меня потому, что мне сложнее с ней бороться. Я оказываюсь в ситуации, когда я вижу человека, с которым была в хороших отношениях лет 10 назад, и он вдруг ушел в псевдопсихологию, и я понимаю ой, похоже, мы не будем больше общаться. Для меня это болезненно. Люди, которые только смотрят на псевдопсихологию со стороны, могут просто сказать: ну, я просто не буду с ним знакомиться. Это во-первых.

Во-вторых, псевдопсихология плохо влияет на научную психологию. Она автоматически ставит под сомнение ее научность; наука ли это нормальный вопрос, который все задают. Кроме того, и рассказывать про исследования, которые произошли в психологии, приходится с самого начала. Приходится начинать с методологии Карла Поппера; после него происходило еще много чего был Марк Полони, например, и большая группа британских и венгерских методологов. И все это приходится рассказывать очень быстро, чтобы потом рассказать всего лишь об одном исследовании.

Я думаю, что это все точно так же может влиять на большое количество людей, которые отвечают за финансирование разных областей науки, особенно в России, и у которых нет возможностей, времени или желания подробно разбираться в том, как работают те или иные области знаний.

Я хотела рассказать про два других своих любимых проекта, помимо проекта по институционализации. Вторая большая область, которая меня интересует в нашей лаборатории это проект по превалентности (распространенности) расстройств аутистического спектра на территории Российской Федерации. В значимости от того, как мы будем считать распространенность, и насколько окажется распространено каждое конкретное заболевание, расстройство или другая особенность развития, мы, как государство, должны будем изменять финансирование каждой конкретной области. В данный момент нет точной статистики по России по тому, как часто встречаются РАС.

Лаборатория, в которой я работаю, существует в плотном сотрудничестве с фондом Выход, помогающим семьям с людьми с расстройствами аутистического спектра. Соответственно, мы начинали проект в Санкт-Петербурге, в Приморском районе, для оценки распространенности РАС. Это заняло у нас три года, мы продолжаем этим заниматься. Это очень большой проект. Он связан с необходимостью, во-первых, наладить понимание демографической статистики в целом в конкретном регионе. Команда большая, мультидисциплинарная, работают люди, занимающиеся популяционными исследованиями. Например, когда вы оцениваете популяционное исследование, вы строите модель, в которой вы пытаетесь понять, каким образом вы можете максимально представить генеральную совокупность (это все люди, на которых вы планируете перенести этот результат; например, когда мы говорим про конкретный район, это дети, проживающие в этом районе). Вам нужно оценить численность и демографическое разнообразие генеральной совокупности, чтобы понять, где вы конкретно можете получить качественную информацию об этих детях.

Такие исследования происходят в два этапа. Первый этап это скрининговый этап; то есть, мы определенным образом работаем с поликлиниками, опрашиваем как можно большее количество людей по короткому опроснику. В нем они отвечают особенности развития своего ребенка, отвечая на вопросы да/нет. Есть понятие красных флажков особенностей, которые характерны для детей с РАС или для расстройств развития в принципе. Когда человек набирает определенное количество красных флажков, мы связываемся с семьей и приглашаем их на второй этап. Кроме того, мы стараемся найти детей с минимумом флажков потенциально нейротипичных, и также приглашаем их в лабораторию. На втором этапе мы занимаемся полной оценкой развития, включая батарею, связанную с оценкой РАС. Таким образом, мы определяем распространенность РАС в конкретном регионе, и это позволит нам создавать дизайн исследования, которое можно будет в полной мере провести в России.

За это я люблю работу в своей лаборатории. Она не только дает мне возможность заниматься разными проектами, но и позволяет чувствовать, что я делаю что-то социально полезное.
Третий проект, о котором я хотела рассказать это проект о расстройстве языкового развития в изолированной популяции на крайнем севере России. Этот проект для меня интересен потому, что под изолированной популяцией мы понимаем популяцию из всего 800 человек. Эта конкретная популяция известна этим расстройством. Мы оцениваем, каким образом расстройство языкового развития передается у них, и смотрим, как это представлено на разных поколенческих уровнях. Мы собираем рассказы у бабушек, у мам, у всех ближайших и дальних родственников для того, чтобы оценить их языковое развитие, проводим полный комплекс оценки языкового развития у детей, смотрим, каким образом происходят связи внутри одной семьи.

Q: с чего начать, чтобы научиться помогать развитию ребенка?


Я не могу отвечать на этот вопрос, это слишком индивидуально. Кроме того, совершенно необязательно делать буст развития. Я верю, что люди, которые посещают хабр, читают, пишут на хабре очень развитая аудитория; продолжайте просто играть и говорить со своими детьми.
Я не занимаюсь индивидуальным консультированием. Я не клинический психолог, это важно. Я имею право работать с клиническими популяциями, но не имею права проводить консультации (и никогда к этому не стремилась).

Q: какое исследование можно провести на ложные воспоминания?


Почитайте Элизабет Лофтус, это очень классно.

Для всех: ложные воспоминания это такое событие, которое, как вам кажется, случилось с вами, вы уверены, что помните его, но на самом деле его не было. Элизабет Лофтус психолог, исследователь памяти, человек, который больше всех вложил в развитие исследования ложных воспоминаний; про нее очень интересно читать, даже если вы не интересуетесь психологией.

История с ложными воспоминаниями выглядит следующим образом: когда вы оказываетесь, например, свидетелем аварии, то от того, как вам зададут вопрос, будет влиять то, какой ответ и каким образом вы дадите. Если разных людей спрашивать, с какой скоростью МЧАЛАСЬ машина и с какой скоростью ЕХАЛА машина до аварии, то, статистически, те люди, кого спрашивали со словом мчалась, будут давать более высокие оценки скорости, чем вторая группа.
Элизабет Лофтус очень много работала (и работает, как мне кажется) с системой заключенных и людей, находящихся в предварительном заключении и это влияло на изменение протоколов допроса на территории США.

Q: ложные воспоминания это дежа вю?


Ложные воспоминания это когда вы считаете, что с вами что-то происходило какое-то время назад, и вы уверены в этом. Например, в том, что вы были в Диснейленде. А ваши родственники говорят не были мы в Диснейленде в твоем детстве, прости. Может быть какое-то более обширное воспоминание. А дежа вю это когда вам кажется, что о событии, которое только что произошло, вы знали заранее. Дежа вю и ложные воспоминания, как считается, имеют общие корни, но подробнее про дежа вю я не могу сказать.

Q: может ли служить примером ложных воспоминаний детализация сна?


Ведь, как правило, нам снятся размытые образы, а уже четкость и логичность событий произошедших во сне мы додумываем, пересказывая сон.

Я боюсь соврать, поэтому я скажу, что не знаю. У меня есть собственные додумки, но это не может считаться экспертным знанием.

Я хотела еще поговорить на тему что делать, если у меня образование физика, математика, CS и я хочу работать в нейронауке или когнитивной науке. Во-первых, это классно, приходите к нам, у нас есть печеньки. Во-вторых, перед этим почитайте литературу. Я очень рада людям, которые приходят в когнитивную нейронауку со знаниями из других областей; мне, например, в команде не хватает человека с инженерным образованием, или со знанием классической математики, теории графов.

У меня есть проект про связность головного мозга у детей с опытом институционализации это проект, который я делаю в этом семестре. Я пытаюсь взять разные метрики коннективности (связности) и написать скрипт, который позволит мне обработать один и тот же набор данных, используя разные метрики, и получить разные результаты, а дальше написать к этому каждый раз отдельную интерпретацию и отдельное представление о том, какое заключение можно сделать. И так же сделать с данными взрослых людей с опытом институционализации. Проблема в том, что я пишу на Arc, но плохо пишу на Python и совсем не умею работать с Matlab, а это очень пригодилось бы. Мне хорошо было бы иметь в помощь кого-то, с кем можно обсуждать разные метрики. Я начинаю сейчас теорию графов, использую метрики из теории графов, но остается большое разнообразие оценочных систем, например динамических систем. Это было бы очень в помощь.

Есть одна проблема, которая происходит с людьми, приходящими из областей, которые считаются более естественно-научными. Это как на той картинке из xkcd, где проранжированы разные научные области в представлениях о их точности, и математик говорит: Да вас отсюда вообще не видно. Люди, которые приходят в когнитивную науку или нейронауку из более точных областей, считают, что, сейчас они возьмут тот метод, который использовали до этого например, машинное обучение и приложат его, а потом расскажут мне, как работает вся область знания. Это не срабатывает. Потому что для того, чтобы вам интерпретировать результаты ML (в том числе), или чтобы сделать более точную модель, надо понимать, что происходит внутри. А для этого нужно получить хотя бы часть того образования, которое люди по 10 лет получают.

Это не наезд. Я действительно призываю вас прийти к нам и попробовать что-нибудь сделать, если вам интересно. Я попрошу оставить мои контакты под видео. Может быть, вы сможете присоединиться к одному из наших проектов и даже попасть к нам на постоянной основе; я надеюсь, что в ближайшем будущем у нас появится позиция инженера. Но такая классическая проблема остается.

У меня есть хороший друг, он пишет диссертацию по использованию ML с данными МРТ. Он сам физик. И примерно раз в месяц он мне говорит: данные какие-то непонятные, что тут происходит? И я ему пересказываю кусок cognitive neuroscience. Конечно, я понимаю, что для того, чтобы иметь достаточно знаний на эту тему, нужно большое количество времени, и у него этого времени просто не было. Поэтому, если вы хотите работать в нейро- или когнитивной науке и хотите прийти в проект пишите в лаборатории, которые этим занимаются. Обязательно найдете проект, который будет вам подходить, и в котором общаться будет приятно и интересно, и вас будут в состоянии адекватно услышать.

Кстати, есть отличная смешная история на тему того, что делать, если у меня образование физика, математика, CS и я хочу работать в нейронауке. Илон Маск какое-то время назад анонсировал компанию, связанную с нейро, чтобы построить artificial intelligence. И сделал объявление в твиттере: приходите все, нужны только предварительные знания в области инжиниринга или программирования, и нужно, чтобы не было предварительных знаний в области когнитивной психологии, нейро или чего-то подобного. Все бы ничего, но через какое-то время они делали презентацию этой компании, и на картинке с описанием мозга перепутали левую и правую части (это просто сделать, если вы никогда не смотрели на мозг и не представляете, как он устроен). Такая шутка теперь есть. Хотя я очень уважаю Илона Маска.

Q: есть ли сознание у кошки?


Сейчас я воспользуюсь этим моментом. У меня есть чудесный опыт, где я имею прекрасную возможность обсуждать наличие сознания, поведения и прочего у животных. У моих прекрасных друзей есть проект Бобин это научно-просветительский проект, в котором они рассказывают про взаимодействие с собаками, про то, какие аспекты жизни и поведения собак существуют. Они ставят классные ссылки на исследования. Там можно прочитать про сознание у собак это схожий вопрос, и ответ тоже будет схожий.

Подробнее..

В честь 8 марта дарим бесплатные переводные татуировки для девушек-айтишниц

05.03.2021 18:07:04 | Автор: admin

Если вы девушка-айтишница, мы пришлем вам переводную татуировку в подарок на 8 марта. Все виды татуировок и как их бесплатно заказать в конце поста

Много ли женщин в Tech? Статистика говорит, что около 25%.

В прошлом году мы начали добрую традицию каждое 8 марта превращать эти сухие цифры в живые человеческие лица и запустили сайт IT is Female.



На сайте девушка IT-специалист может рассказать о себе, залогинившись через соцсети, указать свою должность и название компании и появиться в галерее почета. Так мы делаем видимым присутствие женщин в индустрии, поэтому, если вы девушка-айтишница расскажите о себе.



На сайте есть специальный счётчик и тепловая карта на ней можно отследить офисы, которые поддерживают гендерный баланс в команде.



В этом году мы дарим в подарок переводные тату


Каждой девушке, которая отметится на карте мы дарим переводные татуировки. Это абсолютно бесплатно просто укажите почтовый адрес и мы пришлем переводилку и открытку с поздравлением.

Дизайн можно выбрать на сайте.



Вот так они смотрятся на коже











You go, girls


Если вы девушка-айтишница присоединяйтесь к проекту и расскажите о нем друзьям.

А команда RUVDS поздравляет всех женщин с 8 марта.

Желаем вам скорейшего наступления весны, интересных проектов, равных зарплат и простого человеческого счастья.

Подробнее..

Анонс взрослый разговор о пентесте и хакинге

08.03.2021 20:18:48 | Автор: admin

ЗАВТРА, в 20:00 в наших соцсетях выступит Омар Ганиев, основатель компании DeteAct
и член российской команды хакеров LCBC. Омара можно смело назвать одним из самых лучших хакеров страны.

LCBC заняла первое место в финале международного турнира по компьютерной безопасности 0CTF в Шанхае в 2016 году.

Больше половины жизни Омар занимается взломом компьютерных систем. Для него это в первую очередь увлечение и основной жизненный навык, который постепенно стал работой, а уже затем основой для предпринимательства.

Помимо самой работы, Омара очень привлекает исследовательская стороны сторона этой деятельности, а также спортивная хакерские соревнования (CTF), в которых он много участвовал индивидуально и в составе различных команд.

Сейчас команда More Smoked Leet Chicken, членом которой является Омар, состоит из энтузиастов, работающих в разных компаниях и странах, и это сильнейшая в России и одна из сильнейших в мире CTF-команд.

Что касается компании DeteAct (официально ООО Непрерывные технологии), то она предоставляет услуги по анализу защищённости и тестированию на проникновение. Проще говоря, различные компании просят ребят взломать их системы для того, чтобы проверить их на прочность и узнать, как не допустить вредоносные хакерские атаки и потери для бизнеса.

Во время эфира обсудим, чем занимаются хакеры, работающие в легальном поле, что такое пентест, кто его заказывает и можно ли прожить в сети, не проверяя свою защищённость.




План выступления


Задавайте вопросы в комментариях и Омар ответит на них во время прямого эфира.

  • Чем занимаются хакеры, работающие в легальном поле, Что такое пентест, и кто его заказывает?
  • Насколько это сложная работа, и как проверить её качество?
  • Можно ли прожить в сети, не проверяя свою защищённость?
  • Какие уязвимости чаще всего можно обнаружить в софте и инфраструктурах компаний?


До встречи в эфире!



Подробнее..

История жизни и смерти хакера, взломавшего пентагон и NASA в 15 лет

15.03.2021 16:12:10 | Автор: admin


Как правило, хакеры стараются вести скрытный образ жизни и соблюдать анонимность. Многим это удается, но некоторые из них обретают популярность вопреки собственной воле. Так случилось, например, с Кевином Митником или Робертом Моррисом. Но есть и другие компьютерные гении, о судьбе которых известно гораздо меньше, чем об их подвигах. Одного из таких парней, оставивших заметный след в истории мирового хакерства, звали Джонатан Джеймс. Это человек с яркой, но трагичной историей жизни, завершившейся ранней и таинственной смертью.


Как только не называли Джонатана Джеймса журналисты в своих многочисленных публикациях: и самым юным, но при этом самым талантливым хакером Америки, которому удалось проникнуть на серверы НАСА, взломать Пентагон, похитить программное обеспечение, управляющее МКС, и установить бекдор на севрерах одного из американских военных ведомств. И все это в пятнадцатилетнем возрасте. В качестве дальнейшего развития своей уникальной карьеры Джонатан Джеймс стал первым несовершеннолетним в США, отправившимся за решетку именно по обвинению в хакерстве. Вместе с тем, известно о нем широкой публике крайне немного: в англоязычной Википедии Джеймсу посвящена скромная страничка на полтора экрана, в русскоязычной и того меньше. Но история этого парня, вне всяких сомнений, заслуживает гораздо более подробного рассказа.

Детство


Джонатан Джозеф Джеймс (Jonathan Joseph James) родился 12 декабря 1983 года в небольшом, как бы у нас сказали, поселке городского типа Пайнкрест, расположенном в округе Майами-Дейд, штат Флорида. Население городка насчитывает всего 18 с небольшим тысяч жителей, но, несмотря на это, здесь дважды в месяц выходит собственная газета Пайнкрест Трибьюн. Еще в местечке Пайнкрест располагается известный на весь штат ландшафтный парк культуры и искусств Южной Флориды. Больше эта деревня, занимающая скромную площадь в семь с половиной квадратных миль, пожалуй, ничем не отметилась в богатой на события истории Соединенных Штатов. Ну, кроме того, что она стала родиной одного из самых талантливых хакеров Северной Америки.



Джонатан рос в самой обычной по американским меркам семье: его отец, Роберт Джеймс, был программистом, мать домохозяйкой. Еще в шестилетнем возрасте он начал проявлять интерес к компьютерам и регулярно сидел за клавиатурой домашней машины своего отца, играя в игры. В интервью, опубликованных уже после смерти сына, Роберт Джеймс вспоминал, что неоднократно устанавливал на ПК различные средства родительского контроля, потому что Джонатан торчал за экраном ночи напролет, что отрицательно сказывалось на его учебе в школе. Но тот неизменно отыскивал хитрые способы обойти введенные родителями ограничения. Видимо, это и стало самым первым хакерским опытом юного Джонатана Джеймса. С возрастом интересы мальчугана понемногу менялись: наигравшись в игры, тот начал понемногу изучать язык Си. Однажды Джонатан и вовсе удивил собственного отца: вернувшись с работы, тот обнаружил, что отпрыск снес с его персоналки Windows вместе со всем софтом, после чего установил туда Linux, чтобы протестировать незнакомую операционку и понять, как она работает.

Когда Джонатану исполнилось 13 лет, его увлечение высокими технологиями показалось родителям чересчур болезненным и опасным для здоровья. На семейном совете было решено отобрать у подростка компьютер, за которым тот проводил большую часть свободного времени днем и почти все ночи. В ответ Джонатан сбежал из дома, и категорически отказывался возвращаться, пока ему не вернут доступ к персоналке. В качестве аргумента юноша упирал на то, что занятия программированием и видеоигры никак не отражаются на его учебе в школе, где он неизменно получает высокие оценки. Что, в прочем, неудивительно: чуть позже выяснилось, что Джонатан успешно взломал компьютерную сеть образовательных учреждений округа Майами-Дейд и периодически подправлял собственные баллы в табелях успеваемости. Примерно в то же время Джонатан Джеймс придумал для себя ник C0mrade, под которым общался с другими хакерами на форумах и в личной переписке.

Через тернии к звездам


Баловство с электронными журналами успеваемости быстро наскучило Джонатану, и он решил выбрать для себя цель покрупнее. Первой серьезной жертвой пятнадцатилетнего хакера C0mrade стало подразделение AT&T под названием BellSouth, это одна из крупнейших телекоммуникационных компаний в США со штаб-квартирой в Атланте, Джорджия. О деталях этого взлома известно немного, и более того, в самой BellSouth узнали, что серверы компании подверглись атаке C0mrade, только когда хакер сам признался в этом эпизоде после ареста. Нас регулярно пытаются взломать, сообщил изданию Tampa Bay Times представитель компании BellSouth Сперо Кантон и примерно в то время, о котором говорит Джонатан, действительно имел место один инцидент. Судя по всему, этот взлом не нанес BellSouth какого-либо ущерба, поскольку основной целью C0mrade была не нажива, а развлечение и проверка собственных знаний. Позже он говорил журналистам: Я знаю UNIX и Cи как свои пять пальцев, потому что я прочитал уйму книг и постоянно зависал за компом. Самое сложное не проникновение в систему, а обучение и получение знаний, чтобы потом понимать, что с этим можно сделать.

Вдохновленный успехом, Джонатан решил не останавливаться на достигнутом. Просиживая ночами в своей комнате за клавиатурой Pentium-266, он искал уязвимые серверы, к которым можно было бы подключиться в обход установленной админами системы защиты. 29 июня 1999 года один такой сервер обнаружился в городе Хантсвилл, штат Алабама. Установив на него вредоносную программу, юный хакер сумел повысить собственные привилегии в системе и получить доступ к 13 другим компьютерам во взломанной сети. Как оказалось, сервер и сеть, куда проник C0mrade, принадлежат подразделению НАСА под названием Центр космических полетов имени Джорджа Маршалла (Marshall Space Flight Center). Эта правительственная научно-исследовательская организация занимается разработкой и испытанием перспективных ракетных двигателей, а также созданием систем коммуникаций и программного обеспечения для Международной космической станции.



Среди прочей любопытной информации, к которой получил доступ Джонатан Джеймс, стали исходники программы, служащей для контроля над критическими элементами жизнеобеспечения Международной космической станции. По утверждениям специалистов НАСА, этот софт был предназначен для поддержания физической среды в жилых отсеках МКС, включая контроль над температурой и влажностью. Эксперты оценили стоимость этого софта в 1,7 млн. долларов, хотя сам Джеймс позже утверждал, что эти исходники оказались полным барахлом, и не тянут на такую сумму. К слову, после этого замечания часть исходного кода для МКС, к которой он получил доступ, была переписана начисто.

После обнаружения вторжения сотрудники Центра Маршалла на 21 день отключили скомпрометированный сервер и компьютеры от сети, чтобы проанализировать причины и хронологию взлома. Это нанесло НАСА прямой ущерб на сумму 41000 долларов. Примерно тогда же служба безопасности НАСА передала информацию об атаке в ФБР, и федеральные агенты начали кропотливый поиск таинственного могущественного хакера, покусившегося на национальную космическую программу США. Который днем вместе с другими школьниками посещал занятия в общественном колледже Майами-Дейд, а ночами бродил по сети в поисках уязвимых серверов, на которые он мог бы проникнуть из чистого любопытства.

Преступление и наказание


Сентябрьским вечером 1999 года Джонатан Джеймс во время сканирования сети обнаружил, что на один из серверов в Даллесе, штат Вирджиния, какой-то неизвестный доброжелатель установил бекдор. Троян позволял подключаться к серверу из интернета фактически кому угодно, что C0mrade незамедлительно и сделал. Тогда юный хакер еще не знал, что скомпрометированный сервер принадлежит Defense Threat Reduction Agency (DTRA) одному из подразделений Министерства обороны США, которое занимается анализом внешних угроз национальной безопасности страны. Недолго думая, Джеймс установил на сервер снифер и принялся анализировать проходящий через него трафик в поисках логинов, паролей и прочей интересной информации.

Улов оказался богатым. В период с сентября по октябрь 1999 года он сумел перехватить учетные данные пользователей DTRA, которые открыли ему доступ к 10 компьютерам Министерства обороны, и позволили скачать более 3300 писем из почтовых ящиков сотрудников Пентагона. Джонатан с интересом изучал их содержимое и исследовал обнаруженные на взломанных компьютерах файлы, при этом не уделяя должного внимания вопросам анонимности. Естественно, успешное проникновение во внутреннюю сеть одной из дочерних структур Пентагона (как утверждали в Министерстве обороны США первое в истории) не могло остаться незамеченным. Расследование длилось недолго и закончилось 26 января 2000 года в этот день агентам Министерства обороны и полицейским из Департамента охраны правопорядка Пайнкреста был отдан приказ арестовать хакера.

Признаюсь, в тот день я стал очень популярным чуваком в колледже, когда ко мне в дом вломились эти парни в бронежилетах и с автоматами, с улыбкой рассказывал потом журналистам Джонатан Джеймс. В его жилище состоялся обыск в результате которого агенты изъяли шесть устройств: четыре настольных ПК, ноутбук и один карманный компьютер. После ареста Джонатан начал активно сотрудничать со следствием и рассказывать полиции о том, как ему удалось совершить все эти взломы. Их, конечно, беспокоило то, что в сеть правительственной организации может запросто проникнуть кто-то несовершеннолетний, говорил потом хакер. Главная их проблема заключается в том, что они не уделяют должного внимания безопасности. Но, похоже, они это хотя бы понимают.



На руку Джеймсу сыграло, прежде всего, что он не предпринимал во взломанных системах никаких деструктивных действий не менял пароли, не удалял файлы и не запускал вирусы. Кроме того, он являлся несовершеннолетним: в момент совершения преступлений ему было всего 15 лет, а на день оглашения приговора только-только исполнилось 16. Если бы Джонатан Джеймс был взрослым, ему грозило бы как минимум 10 лет тюремного заключения и большой денежный штраф. Но в силу юного возраста, а также поскольку он заключил сделку со следствием, добровольно признав вину в двух инкриминируемых эпизодах (взлом НАСА и Министерства обороны США), суд признал его виновным в преступлениях, совершенных несовершеннолетним, так как другие уголовные статьи по законам штата к нему в этом возрасте применить было нельзя. Наказание также оказалось весьма гуманным: Джеймс получил шесть месяцев домашнего ареста и запрет на пользование компьютером в развлекательных целях (однако он по-прежнему мог садиться за клавиатуру, если это было необходимо для учебы). Кроме того, хакер должен был принести письменные извинения за содеянное НАСА и Министерству обороны США.

Однако мягкость приговора, видимо, не пошла Джеймсу на пользу. Вскоре он был задержан полицией на улице за нарушение условий домашнего ареста, и кроме того, в его анализах обнаружили следы наркотиков. В результате суд изменил условное наказание на реальное, и Джонатан отправился за решетку еще на шесть месяцев, которые должен был провести в исправительном центре для несовершеннолетних. Это был первый случай в США, когда подросток отправился в тюрьму по обвинению в совершении компьютерного преступления, и потому история привлекла повышенное внимание прессы. В интервью изданию Miami Herald Джонатан Джеймс утверждал, что твердо решил завязать с хакерством. Оно того не стоит, сказал он корреспонденту, я делал это просто ради развлечения, для меня это была игра, а они сажают меня в тюрьму. Я не хочу, чтобы это повторилось снова. Я могу найти другие вещи для развлечения.

Полностью отсидев отмерянный судьей срок, Джонатан вышел на свободу и на некоторое время пропал из поля зрения спецслужб и прессы, решив вести обычную уединенную жизнь в доме своих родителей в Пайнкресте. К сожалению, продлилось это уединение, как и сама жизнь Джонатана Джеймса, недолго.

Смерть героя


17 января 2007 года группа хакеров, возглавляемая известным деятелем киберподполья Альберто Гонзалисом, предприняла серию массированных атак на крупные торговые и финансовые организации США. Среди жертв оказалась популярная в Америке сеть супермаркетов TJX, клуб оптовиков BJ, Boston Market, Barnes & Noble, Sports Authority, OfficeMax и несколько других коммерческих предприятий. В результате атаки хакеры похители данные кредитных карт и персональную информацию миллионов клиентов этих фирм, а самим фирмам (как и их репутации) был нанесен значительный ущерб.

В ходе расследования инцидента Секретная служба США (United States Secret Service) вышла на причастных к этому преступлению соратников Гонзалиса. Несколько из них были знакомы и общались на хакерских форумах с Джонатаном Джеймсом, из-за чего тот также попал под подозрение. Весомости этим подозрениям придавал и тот факт, что с Альберто Гонзалисом сотрудничал неизвестный хакер, скрывающийся под псевдонимом JJ. Этот злоумышленник похитил данные и ПИН-коды кредиток, взломав беспроводную сеть магазинов канцелярских товаров OfficeMax, а позже передал украденное Гонзалесу, создав для него анонимный почтовый ящик. Ник JJ совпадал с инициалами Джонатана Джеймса. Этого обстоятельства, а также сетевого знакомства с членами команды Альберто Гонзалиса оказалось достаточно, чтобы агенты Секретной службы ворвались с обыском в дома самого Джонатана Джеймса, его родного брата и его девушки. Позже, правда, следователи пришли к выводу, что таинственным анонимом JJ, скорее всего, был близкий друг Гонзалеса Стив Ватт, часто подписывавшийся в сети псевдонимом Джим Джонс. В ходе обысков агенты не нашли ничего, что связывало бы Джеймса с этим преступлением. Они обнаружили в его доме только винтовку, которую не изъяли, поскольку она была официально зарегистрирована.



Позже отец Джонатана Джеймса Роберт вспоминал, что после возвращения из тюрьмы тот страдал депрессиями и часто пребывал в тревожном и подавленном состоянии. Обыск и постоянная слежка, которую чувствовал за собой Джонатан, не добавляли ему спокойствия. Вскоре после того, как в дом хакера ворвались агенты Секретной службы, Роберт позвонил ему с вопросом, найдут ли следователи что-то, что позволит им выдвинуть обвинение. Джонатан ответил отрицательно. Это был последний разговор отца с сыном.

В воскресенье, 18 мая 2008 года 25-летний Джонатан Джеймс был найден мертвым в ванной комнате своего дома с огнестрельным ранением в голову из стой самой официально зарегистрированной винтовки, которую агенты не изъяли при обыске. Рядом обнаружилось предсмертное письмо, адресованное его отцу, брату и девушке. Среди прочего там содержались пароли Джонатана к его учетной записи PayPal и MySpace. В этой записке Джонатан писал: Я не верю в нашу систему правосудия возможно, мои сегодняшние действия и это письмо станут серьезным сигналом для общественности, но я потерял контроль над ситуацией, и это мой единственный способ ее исправить. Если честно, я не имею никакого отношения ко всей этой истории с TJX. Несмотря на то, что Крис (Скотт) и Альберт Гонзалес самые опасные и разрушительные хакеры, которых когда-либо поймали федералы, я гораздо более соблазнителен [в качестве жертвы] для общественного мнения, чем эти два случайных идиота. Такова жизнь. Помните: дело не в том, что вы выигрываете или проигрываете, а в том, что лично я выигрываю или проигрываю, сидя в тюрьме в течение 20, 10 или даже 5 лет за преступление, которое я не совершал. Это мой способ выиграть, но как минимум, я умру свободным.

В охолохакерской среде до сих пор бродят слухи, что обстоятельства смерти Джонатана Джеймса были инсценированы, а истинной причиной его гибели якобы стала сверхсекретная информация, которую он сумел раздобыть на серверах НАСА и Пентагона. Этим же, дескать, обусловлен пристальный интерес к его персоне со стороны Секретной службы США. Но официальное расследование постановило, что Джеймс покончил жизнь [роскомнадзором], а все остальные версии являются лишь досужими домыслами.

Как бы то ни было, короткая жизнь Джонатана Джеймса навсегда вписана в историю мирового хакерства, как бы пафосно это ни звучало. В коротком некрологе, который напечатала на своих страницах газета Miami Herald, сказано: Джонатан, окончивший школу Бет Ам в 1995 году, запомнится друзьям и семье как исключительно умный молодой человек, который никогда ничего не делал по правилам. Компьютерный гений согласно всем определениям этого термина, он постоянно поражал друзей, семью и правительство своими достижениями. Его будет очень не хватать брату, отцу, тете, дяде, двоюродным братьям, бабушке и дедушке, а также многим, многим друзьям.

Составители некролога забыли разве что упомянуть то обстоятельство, что Джонатан C0mrade Джеймс был не просто хакером и компьютерным гением, а хакером и компьютерным гением, который не сделал в своей жизни, в общем-то, ничего плохого. Тем печальнее, что его жизнь оборвалась так рано.

Подробнее..

Стивен Юрчик новый руководитель NASA

07.02.2021 10:12:14 | Автор: admin

После того, как экс-президент Дональд Трамп покинул Белый Дом, следом за ним ушли в отставку руководитель NASA Джим Бриденстайн вместе со своим заместителем Джимом Морхардом. Помощник администратора Стив Юрчик (Steve Jurczyk), третий по старшинству в иерархии агентства, автоматически занял главное кресло. Официального объявления о его назначении еще нет, но нет и никаких признаков что оно не состоится. Кто же сегодня выполняет обязанности руководителя одной из мощнейших научно-исследовательских структур мира?

Стивен Юрчик, новый глава NASAСтивен Юрчик, новый глава NASA

Вехи карьеры

Стивен Юрчик родился и вырос в Фармингдейле, штат Нью-Йорк. Учился в университете Вирджинии в Шарлоттсвилле. В 1986 году получил степень магистра электротехники. Спустя два года Стивен вместе с женой Энн поступил на работу в подразделение NASA Исследовательский центр Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. Здесь прошел все ступени карьеры от рядового сотрудника до заместителя администратора Управления космических технологий NASA. Немногие сотрудники агентства могут похвастаться таким служебным формуляром. Живет в Фредериксбурге, штат Вирджиния.

Сегодня исследовательский центр НАСА в Лэнгли состоит из почти 200 объектов и насчитывает около 3400 государственных служащих и подрядчиков. Лэнгли работает над революционными улучшениями в авиации, расширяет понимание атмосферы Земли, разрабатывает технологии для исследования космоса. Юрчик пришел сюда, когда разрабатывались и испытывались первые космические шаттлы.

В 2002 году он стал директором Центра по техническим вопросам, а спустя год произошла катастрофа шаттла Челенджер. Погибли 7 астронавтов, специальная комиссия 32 месяца разбиралась в причинах аварии. Претензий к Исследовательскому центру не было, но Юрчик не забыл о трагедии. И в 2019 году была успешно испытана система Orion, разработанная под его руководством Она предназначена для прерывания запуска корабля и экстренной эвакуации астронавтов в случае аварии ракеты при взлете. Руководитель проекта получил медаль NASA и специальную награду президента США.

В 2014 году Стив Юрчик возглавил Центр и курировал все работы над марсоходом Curiosity. Систему его посадки на Марс сами разработчики называли натуральным безумием. Конструкторы отказались от реактивных двигателей первых зондов и пневматических подушек Spirit и Opportunity. Для Curiosity разработали комбинированную систему небесного крана, марсоход сразу стал на колеса, опущенный на 20-метровых тросах с парящего над поверхностью планеты реактивного модуля. Вся посадка происходила в автоматическом режиме и прошла без сбоев.

Успех сложнейшей операции объясняется тем, что Юрчик привлекал к работе самых талантливых молодых инженеров и приветствовал использование самых передовых технологий. Ровер оказался настолько надежным, что с весны 2020 года операторы Curiosity управляли им из своих квартир, поскольку ушли на карантин.

Новые проекты

В феврале планируется посадка на Марс ровера Perseverance в комплекте вертолетным дроном. Создание этого марсохода тоже курировал Стив Юрчик. Как он будет садиться на поверхность планеты пока неизвестно. Цель экспедиции выяснить пригодность Марса для колонизации человеком. В частности, возможно ли получить кислород из углекислого газа в атмосфере Марса. Планируются биологические и минералогические исследования. На основе полученных данных будут разработаны проекты жилищ для постоянной базы исследователей Марса.

Предлагается для строить жилые модули по технологии 3-D печати из местных материалов. На Марс придется доставить только источник питания для обеспечения энергией самого принтера и первоначального обеспечения базы теплом, водой и кислородом. Для этой цели возобновлена разработка ядерного ядерного теплового двигателя (NTP), способного, в теории, доставить астронавтов на Марс за три месяца. Перспективная установка включится за пределами атмосферы во избежание ее загрязнения продуктами распада.

Но сегодня в приоритете у Юрчика организация полета на Луну в ходе международной миссии Artemis. Многоэтапная программа рассчитана на 10 лет. Первая экспедиция запланирована на 2024 год и в ее составе будет первая женщина, которая высадится на Луне. Предполагается создание орбитальной лунной базы через которую на спутник Земли доставят модули постоянной лунной станции. Новый президент, Сенат и Конгресс выступили с заявлениями, что финансирование проекта будет продолжено в полном объеме.

Принцип управления сотрудниками

У нового главного администратора стойкая репутация харизматичного лидера и квалифицированного инженера. Он сторонник развития космического туризма и помогал SpaceX когда молодая компания Илона Маска еще не была знаменита.

В одном из интервью Юрчик заявил, что собирается руководить NASA из собственного дома. Моя работа заключается в том, чтобы открыть возможность сотрудникам создавать удивительные вещи, которые мы просили их делать.

Пока что его способ управления персоналом демонстрировал прекрасные результаты. Неожиданно, что Стив Юрчик участвует в миссионерских экспедициях своего церковного прихода в Гватемалу. На отдыхе катается на сноуборде, не обращая внимания на шуточки по поводу возраста. А еще удалил свой аккаунт из Твиттера.

На вопросы об отношениях с администрацией Байдена отвечает, что уверен в финансировании текущих и новых проектов NASA. Думается, что под его руководством NASA ждут новые прорывы в будущее. Миссия Artemis продолжится, хотя глава Роскосмоса Рогозин отказался в ней участвовать. Репутация Стива Юрчика дает надежду на то, что она завершится успехом, хотя и нескоро. Пока что все с трепетом ждут 18 февраля, когда запланирована посадка марсохода Perseverance. Вполне возможно, что от ее успешного завершения зависит и судьба окончательного назначения Юрчика.И свой нынешний титул временно исполняющий обязанности он сменит, наконец, на официальный пост главы NASA, чего давно заслуживает.

Подробнее..

Переверни игру тем, кто стримит лоу-фай музыку, не нужны ни деньги, ни карьера в музыкальной индустрии

21.02.2021 22:15:46 | Автор: admin

В 70-е начинающие музыканты не могли позволить себе дорогостоящую аудиотехнику и аренду студий, поэтому качество их записей оставляло желать лучшего. Так появился lo-fi, к которому имели отношение даже ранние The Beatles. Однако термин быстро переосмыслили в эпоху кассет за ним стояли те, кто намеренно отказывался от борьбы за чистый звук и видел в этом особый способ самовыражения. Но к моменту появления YouTube-стримов, лоу-фай стал совершенно другим и превратился в самодостаточное музыкальное направление.

Поговорим об этом подробнее и обсудим, как обстоят дела у лоу-фай стримеров.

Фотография: Kyle Sudu. Источник: Unsplash.comФотография: Kyle Sudu. Источник: Unsplash.com

Девушка за учебой

Микс мягкого хип-хоп бита, инструментальных партий, голосовых сэмплов, звуков природы, города и еле уловимого треска виниловой пластинки это и есть современный lo-fi. Ничего общего с рок-музыкой у него нет. Ее предшественники boom bap, jazz hop и периферия хип-хоп культуры 1980-х и 1990-х годов. Такое звучание обрело второе дыхание ближе к концу 2000-х годов, когда видеохостинги и стриминговые платформы только набирали аудиторию.

Однако ему потребовалось еще одно десятилетие, чтобы стать громче.

Когда на YouTube появились прямые трансляции и музыканты стали не просто выкладывать отдельные треки, но и развивать свои каналы с помощью тематических стримов, процесс пошел быстрее. Рекомендательная система площадки все чаще выталкивала лоу-фай миксы в топ, а их авторы старались сделать свое творчество запоминающимся и узнаваемым. В ход шли заголовки, описание, теги и подложка. Последнюю, казалось бы, делали за пару минут на скорую руку брали обои для рабочего стола, скриншот или гифку с участием известных персонажей поп-культуры например, Симпсонов. Во время многочасового эфира, такая заставка могла повторяться сотни и тысячи раз, но слушателей это не беспокоило микс открывали в отдельной вкладке и использовали в качестве фона, занимаясь своими делами. Главное, что требовалось от визуальной составляющей точно передать настроение и сделать стрим заметнее в выдаче.

Так появилась музыкальная лоу-фай атмосфера кофейни на окраине города, теплый-ламповый-мягкий-лоу-фай-бит, лоу-фай для концентрации внимания и множество его вариаций. На подложку ставили графику с городскими локациями и короткие GIF-фрагменты из аниме с героями, которые просто сидели за столом занимались учебой, что-то записывали в блокнот, размышляли или сосредоточенно работали.

На пике популярности таких трансляций канал ChilledCow представил стрим под названием lofi hip hop radio beats to relax/study to с повторяющейся анимацией на восемьдесят секунд. Слушатели могли видеть, как девушка сидит в наушниках перед открытым ноутбуком, на ее рабочем месте стоит большая настольная лампа, канцелярские принадлежности, цветок в небольшом горшке, лежит книга и пара тетрадей. Над столом установлена полка с книгами, под ней колонка, с правой стороны от девушки находится шкаф с календариком и другой литературой. На заднем плане вид из окна на старый город, напоминающий центр Лиона, и полосатый кот на подоконнике. Девушку прозвали study girl. Она быстро стала символом лоу-фай музыки и настоящей легендой Ютуба. Ее образ переиграли сотни других каналов и знаменитостей, а ChilledCow стал одним из лидеров ниши и набрал более 7,5 млн подписчиков.

Фотография: Carlos. Источник: Unsplash.comФотография: Carlos. Источник: Unsplash.com

Лоу-фай превратился в мощное музыкальное направление и стал культурным феноменом конца 2010-х, но далеко не всем музыкантам удалось заработать на своем творчестве и стримах.

Давайте без этого

Огромная аудитория и миллионы просмотров на YouTube не гарантируют авторам композиций какой-либо доход большей части из них просто не выплачивают компенсацию за включение произведений в микс. Но музыканты не возражают в лоу-фай среде царит атмосфера дружбы: на каналы не жалуются,а если они и получают предупреждения, то исключительно от компаний, владеющих правами на видеоряд, из которого часто и делают гифки для оформления эфиров.

Многие из тех, кто поддерживает трансляции, не гонятся за публичностью. Взять хотя бы канал ChilledCow его владельца зовут Дмитрий, какое-то время назад он жил в Париже, и на этом все. Другой информации о нем пока нет и скорее всего не появится.

Каналы не делают деньги и на рекламе. В лоу-фай среде не принято перебивать трансляцию промо-вставками, а на прероллах не заработать существенных средств.

Да и выплаты за пользовательский стрим от площадки в среднем составляют десятую цента, что позволяет рассчитывать лишь на тысячу долларов тем, чьи эфиры пробивают планку в миллион прослушиваний. Примерно такую математику приводят эксперты и музыкальные журналисты, когда обсуждают лоу-фай каналы вроде College Music.

Те, кто смог

Целеустремленность и деловая хватка позволяют владельцам некоторых лоу-фай каналов поднимать приличные деньги. По такому пути развивается Chillhop Music канал, который смело можно назвать полноценным бизнес-проектом и чем-то вроде лейбла в этой нише.

Его команда конвертирует YouTube-аудиторию в слушателей подборок и миксов, но уже на другой платформе Spotify. Как замечает директор проекта, там его авторам удалось набрать более миллиарда стримов, что может говорить о многомиллионных выплатах.

Фотография: L Tn. Источник: Unsplash.comФотография: L Tn. Источник: Unsplash.com

Однако есть подозрение, что до музыкантов доходит лишь часть этих средств например, лоу-фай лейбл Strange Fruits делится с ними лишь третью доходов, хотя в этой нише принято распределять заработки в равных долях. Более того, композиции обычно предпочитают выпускать по одной и на разных лейблах так авторы обходят стороной длительные контракты на несколько альбомов со строгими обязательствами и, вероятно, скромными отчислениями.

Куда дальше

Владельцы Chillhop прекрасно понимают, что эксплуатировать столь примитивную бизнес-модель продолжительное время не стоит. Они признают, что зависимость от отчислений стриминговых платформ делает их проект уязвимым, и задумываются о диверсификации. Одна из идей команды заключается в запуске собственного заведения и других тематических медиа, которые могли бы заинтересовать аудиторию канала и слушателей лоу-фай музыки в целом.

Авторам тоже нужно что-то делать. Пока они не выделяются в общей массе тех, кто попадает в тот или иной микс. Да и сами лоу-фай трансляции стали слишком похожими друг на друга. К чему приведет эта ситуация, покажет время, а пока сосредоточимся на положительной стороне происходящего: у нас есть огромный выбор того, что можно послушать в зависимости от настроения, обстоятельств, необходимости в концентрации внимания или хорошем отдыхе.


Что еще у нас почитать и послушать:


Подробнее..

Когда число 3,2? Как сенаторы в США чуть не пошли на поводу у чокнутого доктора Гудвина

07.03.2021 00:21:34 | Автор: admin

Законодательные инициативы, особенно в США, частенько становились предметом неудержимых споров и искреннего непонимания. Вот и сегодня хочу рассказать вам о билле 246 правовом акте, который рассматривался в сенате штата Индиана в 1897 году.

Тремя годами ранее сельский врач Эдвард Гудвин (1825-1902), считавший себя неплохим математиком, опубликовал в журнале "American mathematical monthly" статью, в которой утверждал, что решил задачу квадратуры круга.

Решить задачу о квадратуре круга значит построить циркулем и линейкой квадрат равной с кругом площади . В XIX веке было доказано, что построение циркулем и линейкой возможно, если оно сводится к алгебраическому уравнению, корни которого выражаются максимум через квадратные радикалы. Для квадратуры круга необходимо было найти уравнение, корнем которого являлось бы число или любая его комбинация с квадратными корнями, умножением и т.д. В 1882 году немецкий математик Фердинанд фон Линдеман доказал, что не может быть корнем никакого алгебраического уравнения тривиальные варианты не в счёт) и является трансцендентным числом, а значит, решение задачи квадратуры круга теоретически невозможно.

Рисунок по статье Гудвина, опубликованной в разделе "Заметки и вопросы", предполагавшей отказ от ответственности со стороны редакции журнала. Это первое оправдание публикации такого откровенного бреда. Второе в том, что на современном языке журнал пытался "хайпануть". Кстати, сам Эдвард был уверен. что решил также и две другие великие задачи древности - трисекцию угла и удвоение куба. Ну что тут сказать, главное поверить в себя.

Главная ошибка находится прямо в начале статьи: Эдвард утверждает, что площадь круга равна площади квадрата с тем же периметром, что неверно.

Например, если взять в качестве стороны квадрата число , его периметр равен P=4 , S = ^2, что для окружности такой же длины даёт S = 4! Какое совпадение! За него и цепляется наш герой.

В статье утверждается, что доказано соотношение длины дуги и хорды, стягивающей угол, как 8/7 и (внимание!) соотношение диагонали квадрата и его стороны как 10/7. По этому поводу возникает вопрос: знаком ли был автор с теоремой Пифагора? Но самое удивительное, что в приведенном Гудвином в качестве доказательства чертеже фигурирует значение = 3,2 (четыре хорды по 8 дюймов разделить на диаметр в 10 дюймов).

Интересно, что в других работах Гудвина встречались еще более удивительные значения фундаментальной константы, включая 4, 3.2325 и даже 9.2376, которое, вероятно, является "самым большим завышением в истории математики".

Понять, как проистекал этот, без сомнения, творческий ручей, у современников не было желания, да и смысла, ведь сам Эдвард утверждал, что у него на этот счёт было божественное провидение.

И ладно бы на этом всё закончилось, ведь сколько живет математика, столько есть люди с "революционными" идеями. Однако Эдвард пошел дальше. 18 января 1897 года Гудвин убедил одного из членов Палаты представителей штата внести на рассмотрение законопроект, который установил бы его метод квадратуры круга частью свода законов штата Индиана.

Билль 246 предусматривал, в частности, авторские отчисления за "новую математическую истину и вклад в образование" в случае использования нового значения в других штатах. Для родной Индианы, впрочем, великодушный гений налог не предусмотрел.

Оригинальный текст билля 246. В третьей секции используется классический приём "Argumentum ad verecundiam" - апелляции к авторитету. Речь идёт о том, что "неужели государевы мужи смеют противоречить рецензентам "Американского математического ежемесячника"?

И лёд тронулся. Газеты штата стали выпускать материалы о законопроекте и его авторе, называя его выдающимся математиком и сравнивая то с Ньютоном, то с Галилеем. Единственной газетой, которая пыталась донести до читателей, что задача квадратуры круга неразрешима, была Der Tagliche Telegraph, вот только выходила она на немецком языке, поэтому её публикации в штате Индиана прошли незамеченными.

Получив поддержку со стороны прессы, билль 246 успешно прошел отбор Комитета по образованию штата, получив 67 голосов из 67 возможных. Следующим этапом было рассмотрение в Сенате. Казалось бы, победа доктора Гудвина близка.

Все изменилось, когда про билль 246 узнал президент Академии наук штата Индиана и одновременно ведущий профессор математики Университета Пердью Кларенс Абиатар Уолдо.

В своих воспоминаниях Уолдо рассказал, что присутствовал при чтении законопроекта. Его даже пытались познакомить с Гудвиным, на что математик ответил, что "и так знаком со столькими сумасшедшими, что новых ему не нужно".

Чтение закончилось тем, что сенаторы отправили билль 246 на еще одно слушание в Комитет по трезвости (Committee on Temperance - именно так), откуда он вернулся с окончательной рекомендацией к принятию. К тому времени над индианапольскими законодателями потешались как внутри, так и далеко за пределами штата.

Например, местный сенатор Оррин Хаббелл объявил законопроект "полнейшей глупостью" и предложил Сенату "с таким же успехом попытаться законодательно разрешить воде бежать вверх по холму".

В конце концов под давлением общественности и усилиями профессора Уолдо Палата представителей отменила законопроект. Примечательно, что, хотя и большинство сенаторов проголосовало "против", ни у кого не возникло и сомнения, что с предлагаемой теорией может быть что-то не так, никто так и не задумался над очевидной бредовостью теории чокнутого доктора, ведь все его прекрасно знали, да и разве рецензенты серьезного журнала могут быть не правы? Билль 246 просто признали неподлежащим законодательному регулированию.

Доктор Гудвин же умер в 1902 году, но никогда не терял надежду, что его теория будет принята. Знаете, его даже немного жаль. Но это не меняет того факта, что число = 3,14159

Подробнее..

Эмми Нётер. Эту женщину Эйнштейн считал одним из величайших творческих гениев математики

18.04.2021 00:07:30 | Автор: admin

Читать про представительниц прекрасного пола всегда приятно, особенно когда это касается непревзойденных гениев и истинных мастеров в своих областях. Имя Эмми Нётер навсегда внесено в золотой зал славы математики, ведь даже Альберт Эйнштейн причислял её к величайшим математикам 20 века. Чем же эта женщина заслужила такое признание?

Будущая королева абстрактной алгебры родилась в баварском городе Эрланген в 1882 году в состоятельной семье, главой которой был Макс Нётер, получивший ранее докторскую степень за свои нетривиальные исследования в области алгебраической геометрии - сложном направлении, изучающем геометрические объекты, заданные как множества решений систем алгебраических уравнений. Эмми, вопреки традициям гениев, с детства не проявляла необычных математических способностей, но была очаровательным и умным ребенком, играла на фортепьяно и любила танцевать.

Легче всего Эмми давались иностранные языки. В 18 лет она уже прекрасно владела французским и немецким, что позволило успешно сдать экзамены и претендовать на должность преподавателя в школах для девушек. Однако, вопреки здравому смыслу, Эмми решила продолжить обучение в Эрлангенском университете в качестве вольного слушателя, т.к. девушкам учиться официально было запрещено.

Поворотной точкой в жизни Эмми Нётер справедливо можно назвать зиму 1903-1904 года, когда она провела семестр в знаменитом Гёттингенском университете, где слушала лекции непревзойденных немецких маэстро, таких как Герман Минковский, Феликс Клейн и Давид Гильберт, во многом определивших ход развития не только математики, но и физики 20-го столетия. Вернувшись на малую родину в конце 1904 года, Эмми всё-таки официально поступила в университет, т.к. ограничения для женщин были к тому времени сняты.

Изъявив желание заниматься исключительно математикой, Нётер взялась за дело с присущим ей упорством и прозорливостью: уже через 4 года она внесла значительный вклад в теорию инвариантов, успешно защитив диссертацию под руководством Пауля Гордана.

Простейший инвариант - это длина отрезка на плоскости. Если начать его вращать в любом направлении, параллельно переносить, отражать и т.д., то длина от этого не изменится. Значит, длина - это инвариант. Конечно, Эмми изучала куда более сложные вещи. Простейший инвариант - это длина отрезка на плоскости. Если начать его вращать в любом направлении, параллельно переносить, отражать и т.д., то длина от этого не изменится. Значит, длина - это инвариант. Конечно, Эмми изучала куда более сложные вещи.

Однако через годы Эмми назвала свои первоначальные исследования "хламом". Что, может быть, и так, ведь великие свершения были еще впереди. В 1910 году научный руководитель Эмми ушел в отставку, а его место занял Эрнст Фишер, через которого она уже лично познакомилась с Давидом Гильбертом, очень живо заинтересовавшимся исследованиями девушки в области абстрактной алгебры. В 1915 году интерес превратился в приглашение Нётер для преподавания в Геттинген, однако даже Гильберту (!!!) не удалось переломить предрассудки университетского совета и пробить ей постоянно оплачиваемую должность.

Говорят, Гильберт сказал своим коллегам, что не понимает, как пол может быть препятствием к занятию ученой должности, ведь университет - всё же не мужская баня.

Однако, несмотря на все трудности, в 1918 году Эмми Нётер внесла гигантский вклад... в теоретическую физику! В 36 лет она доказала теорему, названную её именем, которая связывает законы симметрии физических систем и законы сохранения энергии. На основе одной из наиболее абстрактных областей математики - теории бесконечных непрерывных групп, называемых группами Ли,- Нётер сделала важные выводы об однородности времени и пространства, которые неоднократно будут использоваться для построения физической картины мира.

Согласно теореме Нётер, если система инвариантна относительно непрерывной группы симметрии, то в ней автоматически действует закон сохранения той или иной величины. Например, для группы пространственного поворота действует закон сохранения момента импульса, пространственного переноса - сохранения импульса, а для временного - закон сохранения энергии. Чувствуете, как пахнет фундаментальностью? И это я еще не упоминаю про специальные унитарные группы, которые определяют симметрии в электродинамике и в квантовом мире.

Первая страница прорывной работы Нётер. Первая страница прорывной работы Нётер.

Если написать уравнение, которое кратко излагает все, что мы знаем о теоретической физике, то на одном его конце были бы имена Фейнмана, Шрёдингера, Максвелла и Дирака, а на другом - Эмми Нётер. Продолжив работу в Геттингене, Эмми защитила докторскую диссертацию, а в 1922 году всё-таки получила оплачиваемую должность "лектора по алгебре". Еще бы, ведь годом ранее Нётер опубликовала революционную работу, посвященную коммутативным кольцам и идеалам, заложив фундамент общей алгебры.

Эмми Нётер (в центре) с коллегами.Эмми Нётер (в центре) с коллегами.

За 11 лет последующих лет Нётер внесла вклад в развитие теории Галуа, теории инвариантов конечных групп, топологии, некоммутативной алгебры и теории представлений, выполнила большую работу в области гиперкомплексных чисел. И пусть многие из этих разделов математики абстрактны и не тревожат ум обычного человека, тем не менее все они важны в целом для научно-технического прогресса и процветания человечества.

Самые известные из комплексных чисел - кватернионы. В отличие от обычных комплексных чисел, у кватернионов сразу три мнимые единицы: q = a+bi + cj+dk. Зачем так много? Дело в том, что эти отпрыски из четырехмерного мира позволяют очень просто описывать оптимальные траектории тел в пространстве. Если нужно подробнее - лучшее видео на эту тему.

Вообще, умение мыслить максимально абстрактно было козырем Эмми Нётер. Голландский математик Бартель Ван дер Варден писал об этом так:

"Максима, которой следовала Эмми Нётер на протяжении её работы, может быть сформулирована следующим образом: любая взаимосвязь между числами, функциями и операциями становится прозрачной, поддающейся обобщению и продуктивной только после того, как она оказывается отделена от каких-либо конкретных объектов и сведена к общезначимым понятиям"

В 1933 году мир изменился. В Германии к власти пришли фашисты, которые не могли терпеть, чтобы в колыбели цивилизации белокурым арийцам преподавала математику женщина-еврейка. Эмми поддерживала тесные контакты с советскими математиками, поэтому одним из вариантов рассматривался переезд в СССР и работа на кафедре алгебры в МГУ, однако получить на это разрешение не получилось.

Эмми пришлось эмигрировать в США, где она преподавала в женском колледже и читала лекции в Принстоне. Однако жить в более благоприятных условиях Нётер осталось недолго - через два года в возрасте 53 лет она умерла от онкологии. В течении всей жизни у Эмми Нётер не было ни мужа, ни детей. Их всех заменила математика и невероятное стремление к знаниям.

Подробнее..

Кто есть кто в кампании за отмену Столлмана

27.04.2021 20:11:49 | Автор: admin

Кампания "за отмену Столлмана", начавшаяся с публикации в Medium предоставляет нам множество интересных данных. Так как подписание открытых писем за отмену и в поддержку Столлмана осуществляется на гитхабе, мы можем проанализировать некоторые характеристики обеих сторон, используя статистические данные, которые доступны через API.

Этому помогает то, что на гитхабе затруднительно редактировать данные "задним числом" без потери новых подписей.

Следующие предположения можно проверить ("X" может быть как предложением отменить Столлмана, так и выражением его поддержки):

  • Противники X чаще ассоциированы с крупными компаниями чем сторонники

  • Сторонники X чаще и больше коммитят код и этим более полезны сообществу СПО.

  • Противники X значимо реже коммитят в репозитории со свободными лицензиями.

  • Противники X предпочитают Rust (или JS), сторонники предпочитают C (или C++, Python)

  • Противники X в большей степени социально активны, у них есть аккаунты в соц. сетях, твиттере, они часто пишут.

  • Противники X не коммитят код по выходным (работают только в рабочее время, не энтузиасты)

  • Большинство противников X зарегистрированы на гитхабе менее полугода назад

Мы попытались проверить некоторые из этих предположений и приглашаем всех, кто заинтересовался, проверить остальные предположения и вносить (и проверять) любые другие.

Мы создали репозиторий, в котором будет проходить работа. В нем же лежит эта статья, ее копия на Хабре будет актуализироваться по мере добавления пулл-реквестов. Присоединяйтесь к исследованию!

Далее будут детали.

Замечание о научной честности

Любые гипотезы и любые проверяемые подтверждения будут приняты и добавлены в статью. Мы не считаем возможным скрывать данные, которые противоречат нашей позиции. Все интерпретации будут также добавлены. Мы приглашаем к совместной работе сторонников обоих позиций (да, это возможно). Репозиторий для совместной работы.

Кампания за отмену Столлмана управляется из одного центра

Репозиторий противников Столлмана был создан 23 Mar 2021 10:42:36 AM PDT, сторонников - 23 Mar 2021 01:23:39 PM PDT. Видно, что репозиторий противников практически сразу начал активно набирать звезды. У репозитория сторонников был длительный период, когда звезды набирались медленно, но потом (видимо после публикации в соц сетях) процесс пошел много быстрее и количество звезд быстро обогнало противников.

Код
$ cat get-stars.sh#!/bin/bashset -uepage=1owner_repo=$1while true; do    curl -s -H "Authorization: token $GITHUB_OAUTH_" \\        -H "Accept: application/vnd.github.v3.star+json" \\        "<https://api.github.com/repos/$owner_repo/stargazers?per_page=100&page=$page>"| \\        jq -r .[].starred_at_ | grep . || break    ((page++)) || truedone$ echo "epoch,con" >con.stars.csv$ ./get-stars.sh 'rms-open-letter/rms-open-letter.github.io'|while read a; do date -d $a +%s; done|sort -n|cat -n|awk '{print $2","$1}' >>con.stars.csv$ echo "epoch,pro" >pro.stars.csv$ ./get-stars.sh 'rms-support-letter/rms-support-letter.github.io'|while read a; do date -d $a +%s; done|sort -n|cat -n|awk '{print $2","$1}' >>pro.stars.csv$ join -t, -e '' -o auto -a1 -a2 con.stars.csv pro.stars.csv >joined.stars.csv

При этом спустя много дней репозиторий сторонников продолжает набирать звезды, в то время как у противников процесс сильно замедлился. Из этого можно сделать предположение, что процесс раскрутки инициативы противников был заранее интенсифицирован рассылкой писем и сообщений в социальных сетях, и замедлился как только доступная аудитория была выбрана и/или промоушн прекратился.

Инициатива сторонников, по-видимому, децентрализована. Этим можно объяснить медленный темп набора звезд в начале и то, что звезды до сих пор добавляются - новости расходятся от свежих вовлеченных участников.

Активность в репозиториях сторонников и противников Столлмана

На момент написания этой статьи было 1345 комиттеров противников и 5000+ коммиттеров сторонников. Скачиваем историю коммитов:

Код
$ cat get-commits.py#!/usr/bin/env pythonimport osimport requestsimport jsonimport sysrepo = sys.argv[1]headers = {'Authorization': 'token {}'.format(os.environ["GITHUB_OAUTH"])}commits = []page = 0while page < 300:    page += 1    data = requests.get('https://api.github.com/repos/{}/commits?per_page=100&page={}'.format(repo, page), headers=headers).json()    if len(data) == 0:        break    commits += dataprint(json.dumps(commits, indent=4))$ ./get-commits.py 'rms-open-letter/rms-open-letter.github.io' >con.commits.json$ ./get-commits.py 'rms-support-letter/rms-support-letter.github.io' >pro.commits.json

Посмотрим на изменение количества коммитов от времени с начала кампаний:

Код
$ jq -r .[].commit.author.date pro.commits.json|sort -u|cat -n|awk '{print $2","$1}'|sed -e 's/T/ *' -e 's/Z/*' >pro.commits.csv$ jq -r .[].commit.author.date con.commits.json|sort -u|cat -n|awk '{print $2","$1}'|sed -e 's/T/ *' -e 's/Z/*' >con.commits.csv$ join -t, -e '' -o auto -a1 -a2 con.commits.csv pro.commits.csv >joined.commits.csv

Видно, что репозиторий сторонников гораздо активнее. Коммитов в репозиторий противников за последнее время практически не было. Репозиторий сторонников продолжает обновляться.

Противники Столлмана ведут кампанию в основном в рабочие дни

Посмотрим на распределение коммитов по дням недели.

Код
$ jq -r .[].commit.author.date con.commits.json |./weekday-from-date.py >con.rms_commits.csv$ jq -r .[].commit.author.date pro.commits.json |./weekday-from-date.py >pro.rms_commits.csv$ join -t, con.rms_commits.csv pro.rms_commits.csv >joined.rms_commits.csv

Aктивность противников Столлмана сильно снижается на выходных, зато в среду мы видим пик. Это можно объяснить тем, что во многих компаниях среда это no meeting day.

Активность сторонников значительно менее вариативная. Коммиты совершаются во все дни недели

Противники Столлмана чаще имеют заполненные профили социальных сетей

Скачиваем индивидуальные данные для каждого юзера, а также его последние 100 действий:

Код
$ jq -r .[].author.login con.commits.json|sort -u >con.logins$ jq -r .[].author.login pro.commits.json|sort -u >pro.logins$ cat get-user-events-data.sh#!/bin/bashset -uescript_dir=$(dirname $(realpath $0))get_data() {    local data_dir=$script_dir/$1 userdata events    for x in $(cat $1.logins); do        userdata=$data_dir/$x.userdata        [ -r $userdata ] && continue        curl -s -H "Authorization: token $GITHUB_OAUTH" "<https://api.github.com/users/$x>" >$userdata        sleep 1        events=$data_dir/$x.events        [ -r $events ] && continue        curl -s -H "Authorization: token $GITHUB_OAUTH" "<https://api.github.com/users/$x/events?per_page=100>" >$events        sleep 1    done}get_data $1$ ./get-user-events-data.sh con$ ./get-user-events-data.sh pro

Пример данных юзера, выгруженных из гитхаба:

Код
{  "login": "zyxw59",  "id": 3157093,  "node_id": "MDQ6VXNlcjMxNTcwOTM=",  "avatar_url": "https://avatars.githubusercontent.com/u/3157093?v=4",  "gravatar_id": "",  "url": "https://api.github.com/users/zyxw59",  "html_url": "https://github.com/zyxw59",  "followers_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/followers",  "following_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/following{/other_user}",  "gists_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/gists{/gist_id}",  "starred_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/starred{/owner}{/repo}",  "subscriptions_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/subscriptions",  "organizations_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/orgs",  "repos_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/repos",  "events_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/events{/privacy}",  "received_events_url": "https://api.github.com/users/zyxw59/received_events",  "type": "User",  "site_admin": false,  "name": "Emily Crandall Fleischman",  "company": "Commure",  "blog": "",  "location": null,  "email": "emilycf@mit.edu",  "hireable": null,  "bio": null,  "twitter_username": null,  "public_repos": 24,  "public_gists": 0,  "followers": 2,  "following": 12,  "created_at": "2012-12-31T05:33:30Z",  "updated_at": "2021-03-14T01:53:51Z"}

В таблице ниже приводится процент пользователей, у которых заполнены поля twitter_username, company, bio и blog:

поле

противник

сторонник

twitter_username

31%

8%

company

48%

20%

bio

53%

31%

blog

63%

31%

Противники Столлмана кажутся более социально активными. Возможно сторонники Столлмана реже участвуют в социальной активности (ведут блог, твиттер, страничку в социальных сетях.

Противники Столлмана активнее на гитхабе

Посмотрим на поля public_repos, public_gists, followers и following:

поле

противник

стронник

среднее

медиана

среднее

медиана

public_repos

62

34

21

9

public_gists

18

4

4

0

followers

105

23

16

2

following

30

8

14

1

Противники Столлмана активнее сторонников на гитхабе. У них в среднем больше followers, публичных репозиториев, они также чаще фолловят другие репозитории. Также у противников соотношение followers / following больше 3, в то время как у сторонников оно составляет 1.1.

Противники Столлмана не коммитят в гитхаб на выходных

Воспользуемся полем events_url, чтобы скачать историю действий юзеров.

Теперь давайти посмотрим на действия юзеров. Данных скачано много и анализировать их можно множеством способов. Можно проверить активность юзеров по дням недели, чтобы проверить как эти данные коррелируют с активностью, специфичной для репозиториев "за" и "против" Столлмана.

Код
cat weekday-from-date.py#!/usr/bin/env python                                                                                                                                                                                                                                                                                          import datetime                                                                                                                                         import sys                                                                                                                                                                                                                                                                                                      out = [0] \* 7                                                                                                                                          total = 0                                                                                                                                                                                                                                                                                                       for line in sys.stdin.readlines():                                                                                                                          weekday = datetime.datetime.strptime(line.strip(), '%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ').weekday()                                                                      out[weekday] += 1                                                                                                                                       total += 1                                                                                                                                                                                                                                                                                                  for day, count in enumerate(out):                                                                                                                           print("{},{}".format(day, count / total))                                                                                                                                                                                                                                                                   $ jq -r .[].created<sub>at</sub> con/\*.events|./weekday-from-date.py >con.event<sub>day.normalized.csv</sub>                                             $ jq -r .[].created<sub>at</sub> pro/\*.events|./weekday-from-date.py >pro.event<sub>day.normalized.csv</sub>                                             $ join -t, con.event<sub>day.normalized.csv</sub> pro.event<sub>day.normalized.csv</sub> 

Видно, что тренд сохранился: активность противников резко снижается на выходных. Можно предполагать, что они используют гитхаб на работе и, возможно, работают над open source проектами за зарплату. Если это предположение верно, их мнение может быть обусловлено отбором, который проводят компании, нанимающие программистов для работы над open source проектами.

Подробнее..

Перевод Суперкомпьютеры и клеточные мембраны 2

28.04.2021 10:12:44 | Автор: admin

Предыдущая часть

С самодельным параллельным суперкомпьютером в рюкзаке Клаус Шультен терпеливо ждал в чикагском аэропорту О'Хара, надеясь, что после прибытия из Германии ему не составит труда пройти таможню. Это было летом 1988 года, и Шультен собирался начать новую работу в Университете Иллинойса. В разгар холодной войны, когда напряженность между США и Советским Союзом достигла наивысшего пика, суперкомпьютеры вызывали у администрации Рейгана большой ужас. Хотя Рейган, находясь на своем посту, усилил гонку вооружений и все сопутствующие ей технологические достижения, он хотел, чтобы бурно развивающиеся разработки суперкомпьютеров не попали в руки Советов, которые могли бы создать более совершенное оружие.

Оглавление

  1. Пересматривая устоявшиеся подходы

  2. Предтечи молекулярной динамики

  3. Шультен-числодробитель

  4. Рискованный план

  5. Паяльник вместо экзамена

  6. Транспортировка суперкомпьютера во время холодной войны

  7. Невзгоды теоретической биологии

  8. В поисках сотрудников

  9. Бунт аспирантов

  10. Отказ от платоновской информатики

  11. Ингредиенты NAMD

  12. Награда за декаду

  13. Вычислительный микроскоп достигает совершеннолетия

  14. NAMD в двадцать первом веке


В 1986 году правительство объявило о предполагаемой политике ограничения использования советскими учеными суперкомпьютеров, размещенных в университетах США. Все предельно прозрачно: никакого доступа для ученых из 20 стран коммунистического блока. Но реализация была не столь ясна. Университеты были возмущены этой политикой, беспокоясь о посягательствах на их академическую свободу и исследовательские инициативы, не понимая, как им стать исполнителями политики государственной безопасности.

Фотография самодельного суперкомпьютера, который Клаус Шультен перевозил в рюкзакеФотография самодельного суперкомпьютера, который Клаус Шультен перевозил в рюкзаке

Администрация Рейгана не только собиралась запретить советским ученым проводить моделирование на суперкомпьютерах, но и не хотела, чтобы советские ученые вообще находились рядом, опасаясь, что они могут научиться создавать свои собственные. Но в 1987 году два молодых студента-физика из Мюнхена взяли на себя именно такую миссию по созданию собственного параллельного суперкомпьютера, хотя ни один из них не имел формальной подготовки в этой области. Они не только воплотили свое стремление, но и стоимость их проекта составила около 60 000 долларов, что намного меньше, чем розничная цена Cray-2, популярного суперкомпьютера в конце 1980-х. Их научный руководитель, Клаус Шультен, решил рискнуть всеми грантовыми деньгами, хотя у него не было никаких гарантий, что проект ждет успех, и даже несмотря на то, что он не был экспертом в параллельных вычислениях.

В этом эссе рассматривается, как несколько ученых приняли принципиально новую технологию параллельные вычисления, чтобы продолжить поиски описания больших молекул. Их усилия привели к созданию компьютерных программ, которые детализировали движение этих молекул во времени и, по существу, создали, как выражается Шультен, "вычислительный микроскоп". Это также история о риске; многие ученые ставили на карту все, чтобы сделать работу, которую они считали критически важной, и их решения впоследствии сделали их профессиональную жизнь трудной, но в конечном счете полезной. Этот краткий обзор показывает нескольких ключевых игроков в истории вычислительного микроскопа и показывает, как их рискованность подпитывала рост научных открытий десятилетия спустя.

Пересматривая устоявшиеся подходы

В середине 1980-х Клаус Шультен был профессором Мюнхенского технического университета, и у него был список желаний. Он хотел смоделировать на компьютере поведение во времени фотосинтетического реакционного центра. Сдвиг в том, как ученые рассматривали эти большие молекулы жизни, начался в конце предыдущего десятилетия, наряду с прогрессом в том, как они могли бы вычислять свойства этих биомолекул. Шультен хотел запустить так называемое моделирование молекулярной динамики, в котором внутренние атомные движения этих больших биомолекул давали бы информацию о свойствах молекул. Другими словами, он хотел получить информацию о функциях больших молекул в биохимических реакциях, составляя с помощью компьютера карту движения многих атомов, составляющих биологические макромолекулы.

На курсах химии в колледже иногда, помимо учебников, требуются наборы для построения молекул. Студенты собирают молекулы из разноцветных атомов-шариков скрепляя их тонкими палочками. Результатом будет жесткая 3D-модель, которую можно повертеть в руках и рассмотреть со всех сторон. До 1977 года этот статический взгляд на биомолекулу все еще был распространен в некоторых научных кругах. Но постепенно начал происходить сдвиг в концептуальном понимании исследователей, после того, как 1977 год ознаменовался введением вычислительного метода, который прояснил движение атомов, составляющих биологические макромолекулы, что позволяло рассматривать их динамику. Этот сдвиг в сторону использования вычислительных методов для отражения такой динамики стал первым шагом в легитимации вычислительного микроскопа и дал стимул, побудивший Клауса Шультена создать свой собственный суперкомпьютер.

Предтечи молекулярной динамики

В 1968 году Мартин Карплюс был очень успешным химиком-теоретиком, работавшим в Гарварде, и он неожиданно понял, что пришло время вернуться к своей первой любви биологии.

Когда Карплюс был еще мальчиком, отец подарил ему микроскоп, что помогло воспитать в нем любовь к природе. Это пристрастие к природе только усилилось, когда Карплюс посетил лекцию в Бостонской публичной библиотеке под названием "Птицы и их идентификация в полевых условиях", что привлекло его к орнитологии. После, в средней школе, Карплюс был одним из победителей Westinghouse Science Talent Search со своим проектом по семейству чистиковых. Его любовь к биологии продолжалась и в студенческие годы в Гарварде, поскольку в своей автобиографической статье 2006 года он писал: "Я пришел к выводу, что для того, чтобы приблизиться к биологии на фундаментальном уровне (чтобы понять жизнь), необходимо иметь солидный опыт в химии, физике и математике, и поэтому я записался на программу по химии и физике." Однако его аспирантура по биологии не удалась, он перешел на химию и получил докторскую степень осенью 1953 года в Калтехе. (подробности можно найти в автобиографии "Шпинат на потолке: химик-теоретик возвращается в биологию")

Пятнадцать лет спустя, после больших успехов в теоретических исследованиях химии, Карплюс был готов возобновить свой интерес к биологии. Он остановился на Институте Вейцмана в Реховоте, Израиль, как на месте, где он мог проводить время в знаменитой библиотеке и обсуждать идеи в группе Шнейора Лифсона, и взял отпуск из Гарварда, чтобы перестроить свои исследовательские интересы.

Пребывание в Институте Вейцмана в 1969 году дало Карплюсу то, что он искал, и он вернулся в Гарвард с темами для изучения, а именно: происхождение связности гемоглобина, изучение ретинали в зрении и укладка белка.

К началу 1970-х годов один из его учеников, Брюс Гелин, разработал компьютерную программу для вычисления силовых взаимодействий белка просто из его аминокислотной последовательности, а также из координатной разметки его структуры (полученной из экспериментальных данных рентгеновской кристаллографии). Программа была использована в основной работе Гелина по гемоглобину, а затем для изучения ингибитора трипсина поджелудочной железы крупного рогатого скота.

С программой Брюса Гелина к середине 1970-х годов группа Карплюса подготовила почву для применения молекулярной динамики к биомолекулам. К моменту когда к группе присоединился Эндрю Маккаммон, код Гелина обрел законченную форму, реализуя уравнения Ньютона для расчета динамики или отдельных движений атомов белка.

Однако остальные коллеги не очень-то одобряли применение молекулярной динамики к биомолекулам. Как писал Карплюс в своей автобиографии 2006 года: "Когда я обсуждал свои планы с коллегами-химиками, они думали, что такие расчеты невозможны, учитывая сложность точного анализа нескольких атомных систем; коллеги-биологи считали, что даже если бы мы могли сделать такие расчеты, они были бы пустой тратой времени."

Но Карплюса это не разубедило. Он был воодушевлен двумя ответвлениями исследований более простых систем, которые сделали молекулярную динамику возможной для биомолекул. Первой была работа по расчету траекторий нескольких частиц для простых химических реакций, которую Карплюс изучал сам, когда занимался теоретической химией. Эти траекторные расчеты уходили корнями в 1930-е годы. Второе ответвление заключалось в изучении термодинамических свойств большого числа частиц - работа, начатая Берни Олдером и Томом Уэйнрайтом в конце 1950-х годов, когда они впервые применили молекулярную динамику к большой системе взаимодействующих частиц.

Карплюс знал не только о работах 1950-х годов по молекулярной динамике, но и о том, что в середине 1960-х и середине 1970-х годов другие исследователи использовали молекулярную динамику для моделирования жидкостей. Таким образом, с оглядкой на работы предшественников, Карплюс решил рискнуть сделать расчеты молекулярной динамики на биомолекуле, даже если его коллеги по биологии и химии не разделяли энтузиазма. Но преобладающее негативное отношение было не единственным, с чем столкнулись Карплюс и его сотрудники. Расчеты молекулярной динамики, которые они хотели провести, требовали серьезной вычислительной мощности. Карплюс утверждает, что в конце 1970-х годов было трудно получить компьютерное время для выполнения таких больших вычислений в Соединенных Штатах, поскольку большинство больших компьютеров предназначались исключительно для оборонных работ. Но когда возможность принять участие в семинаре в Европе пообещала доступ к компьютеру, Брюс Гелин и Эндрю Маккаммон принялись неустанно работать над подготовкой программы для запуска молекулярной динамики на небольшом белке.

Работа в CECAM (Center Europen Calcul Atomique et Molculaire) на большом компьютере прошла успешно, и троица, Маккаммон, Гелин и Карплюс, вскоре опубликовала свою статью по молекулярной динамике ингибитора трипсина поджелудочной железы крупного рогатого скота. Поскольку молекулярная динамика буквально показывает внутренние движения белка во времени, они смогли воспроизвести 9.2 пикосекунды времени жизни белка. В принципе, программа молекулярной динамики должна была бы воспроизвести время необходимое для развития биологического процесса. И хотя несколько пикосекунд могут показаться небольшим количеством времени для выяснения поведения белка, это послужит одной из направляющих сил в продвижении будущих исследователей к поиску более крупных и быстрых компьютеров. Ученые хотели продлить время моделирования расчета молекулярной динамики, то есть использовать вычислительный микроскоп для длительностей, выходящих за пределы пикосекундного диапазона.

Шультен-числодробитель

Шультен знал о работе Маккаммона, Гелина и Карплюса, потому что он заканчивал аспирантуру в Гарварде, где Карплюс был одним из его преподавателей, а Маккаммон и Гелин были сокурсниками, которых часто можно было встретить в коридоре. Статья 1977 года оказала определенное влияние на Шультена, который был обучен использовать теоретические и математические методы, такие как те, которые используются в химии и физике. "Я понял, что этот вычислительный подход, открывает новые двери для описания проблем, которые нельзя было сделать с чисто теоретическим подходом, который я использовал прежде."

Но принятие вычислительного метода вместо того, чтобы использовать исключительно чистую теорию, имело свои издержки, и вскоре он стал известен как "Шультен-числодробитель". "Я заплатил за это большую цену, потому что в основном на протяжении большей части моей карьеры люди считали меня глупым. Хотя я продолжал публиковать статьи, ориентированные на математику, для каждой статьи, ориентированной на вычисления, мне приходилось выкупать себя десятью теоретическими работами, и я не мог этого сделать." Шультен был не единственным в этой истории, кто был очернен своими коллегами за то, что отошел от чисто теоретических исследований.

На самом деле, доказательство полезности вычислительного микроскопа или молекулярно-динамического подхода на его самых ранних стадиях также была битвой, в которую пришлось ввязаться Шультену. В 1985 году, будучи еще профессором в Мюнхене, Шультен отправился в суперкомпьютерный центр в Иллинойсе, чтобы провести некоторые расчеты, и вернулся в Германию с фильмом, иллюстрирующим белок в движении, основанным на моделировании молекулярной динамики. Когда Шультен показал фильм, один из его коллег пришел в ярость. "Он так взбесился, когда увидел это, что чуть не дошло до рукоприкладства. Он всем говорил, что это самая большая чушь, которую он когда-либо видел в своей жизни. Он был кристаллографом, который в основном думал о белках как о каком-то готическом соборе, отлитом из камня."

Несмотря на многочисленные трудности, с которыми пришлось столкнуться Шультену, он был полон решимости использовать молекулярную динамику в своей работе; он был уверен, что это приведет его к новым открытиям, которые будут ценны для науки. "Моя любовь к научным открытиям, заставила меня заняться грязными вычислениями."

Рискованный план

Шультен хотел досконально разобраться в фотосинтезе, при котором солнечный свет превращается в биохимически пригодную энергию. Но важной макромолекулой в этом процессе является большой белок, который находится внутри мембраны. Имитировать белок сам по себе и пренебрегать мембраной и жидкостью, которая его окружает, было не желательно, потому что такая изоляция не является естественной средой для белка. Этот белок состоит примерно из 12 000 атомов, а мембрана и вода, окружающие его в естественной среде, добавляют еще 100 000. В конце 1980-х годов ни один суперкомпьютер даже близко не был способен справиться с этой задачей. Таким образом, Шультен решил сосредоточиться на понимании и моделировании только части мембраны в воде, когда выпала возможность выполнить расчет на Cray-XMP, но это позволило воспроизвести процессы всего в несколько пикосекунд, что натолкнуло на мысль: нужен свой суперкомпьютер на котором можно гонять расчеты год или больше, чтобы действительно понять механизм.

В то время как Шультен, преподававший физику в Мюнхенском техническом университете, задавался вопросом, как завести себе суперкомпьютер, молодой студент того же университета задавался вопросом, как получить возможность быстрый компьютер построить. На самом деле, теоретически, Гельмут Грубмюллер знал, как сделать компьютер быстрее, но ему было интересно, сможет ли он заставить кого-то другого оплатить это. При поступлении в Мюнхенский университет в 1985 году, двадцатилетний Грубмюллер осознал, как выбор специальности определил его цели: "Когда я начал заниматься физикой, я быстро понял, что для того, чтобы узнать больше о том, как работает природа, может потребоваться мощная вычислительная машина. В конечном счете, именно поэтому я был так очарован компьютерами; вы могли делать вычисления, которые иначе не осилить."

Во втором или третьем семестре он спаял многопроцессорный компьютер, который будет намного быстрее, чем то, что было доступно обычным студентам в те дни. Хотя технически это был параллельный компьютер, Грубмюллер просто назвал его мультипроцессором. Это была середина 1980-х, и не было никакой Всемирной паутины, чтобы проконсультироваться по техническим вопросам. Вместо этого он читал любые книги о микропроцессорах, какие только мог найти, и разговаривал по телефону с представителями компаний о технических характеристиках продаваемых ими деталей. В качестве наиболее важных для продвижения вперед источников информации для него были технические спецификации чипов, например, из линейки Motorola 68 000, которые он использовал в качестве процессора. Это увлечение быстро опустошило бюджет студента.

Настойчивое желание построить более быстрый компьютер привело его к идее, по общему признанию, наивной. "Я подходил к некоторым из профессоров и просто спрашивал их, готовы ли они заключить сделку. Я бы построил большую машину, а они заплатили бы за оборудование". Профессора отвергали эту идею называя ее безумной.

Клаус Шультен в то время преподавал потоку Грубмюллера курс механики, и он помнит тот день, когда молодой человек подошел к нему со своим самодельным многопроцессорным компьютером. "Он открыл свою сумку, достал оттуда суперкомпьютер, показал мне результаты работы и рассказал о характеристиках, и я чуть не упал со стула", Шультен был впечатлен демонстрацией некоторых возможностей мультипроцессора. "Поэтому я сразу же включил его в свою группу, сказав ему, что в группе есть и другие люди, которые тоже много знают о компьютерах."

Одним из таких людей был Гельмут Геллер, который, как впоследствии узнал Шультен, пользовался некоторой славой в университете. Еще в старших классах Геллер начал сам изучать компьютеры. Он был счастливым обладателем одного из первых персональных компьютеров, PET 2001, представленный Commodore в конце 1970-х. Там было всего 8 килобайт оперативной памяти и кассета для архивирования данных. "Я начал с изучения BASIC с отладкой программ на этой машине. Потом же, начал писать машинный ассемблерный код", вспоминает Геллер. У него в родном городе было несколько друзей, которые тоже интересовались компьютерами и учили друг друга.

Поступив в Мюнхенский технический университет, он продолжал пользоваться компьютерами, иногда даже используя их, чтобы выйти за рамки того, что требовалось по образовательной программе. Шультеном преподавал физику группе, в которой был Геллер. По словам Шультена, вторая половина семестра состояла из семинаров, где студенты выполняли небольшие проекты на компьютерах. Однажды Шультен пришел на пару, и ему показалось, что он ошибся аудиторией.

Клаус Шультен, Гельмут Грубмюллер, Гельмут Геллер и одна из плат самодельного суперкомпьютера,1988.Клаус Шультен, Гельмут Грубмюллер, Гельмут Геллер и одна из плат самодельного суперкомпьютера,1988.

Лекционный зал был переполнен, хотя обычно была занята от силы четверть мест. Сбитый с толку, Шультен направился в соседний лекционный зал, но там никого не оказалось. Вернувшись обратно, он увидел Геллера, ожидавшего у входа, чтобы начать защищать свой проект. "Гельмут Геллер был настолько известен в университете как компьютерный гуру, что все, кроме меня, знали, что если он выступает, то лучше прийти."

Геллер сделал на компьютере сложный фильм про фракталы для этого задания. "Он показал нам, как он модифицировал компьютер, чтобы провести этот расчет. Даже сегодня я не в состоянии объяснить, что он на самом деле сделал." Наблюдение за тем, как Геллер играючи управляется с компьютером, действительно произвело впечатление на профессора. Шультен с удовольствием пригласил Геллера присоединиться к группе.

"Иногда приходится рисковать", оправдывает Шультен свое решение позволить Грубмюллеру и Геллеру построить параллельный суперкомпьютер. Риск для Шультена был огромен. Хотя у него был бы суперкомпьютер для моделирования молекулярной динамики, если бы это каким-то образом не сработало, ему было бы нечего показать. В то время он не был экспертом в области параллельных вычислений и имел мало сведений для оценки осуществимости проекта. Кроме того, ему придется объяснять финансирующему агентству, как он вложил десятки тысяч немецких марок в самодельный компьютер, тогда как деньги предназначались для оборудования, которое обычно поставлялось с гарантиями и контрактами на обслуживание.

Паяльник вместо экзамена

Геллер и Грубмюллер, однако, составили отличную команду, и то, что они пытались сделать, было немалым подвигом. Им нужно было не только построить суперкомпьютер, но и написать программное обеспечение для параллельной работы на нем. "У нас с Гельмутом Грубмюллером были очень похожие, но в то же время комплиментарные компьютерные знания. Он больше занимался аппаратным обеспечением, а я программным.", вспоминает Геллер. Однако они разрабатывали и аппаратное, и программное обеспечение вместе, консультируясь друг с другом на каждом шагу.

Шультен был поражен их изобретательностью. Например, когда пара сказала Шультену, что им нужен осциллограф, чтобы проверить правильность работы компьютера, Шультен признался, что у него нет дополнительных денег на это. Тогда два студента заверили его, что если они найдут два или три убитых осциллографа, то смогут собрать из деталей один работающий, что они и сделали.

В конечном итоге компьютер был собран и назван T60. За основу использовался кластер процессоров, известных как транспьютеры, потому что якобы из них можно было так же легко собрать схему, как из блоков Lego. В результате вышло 60 узлов: десять самодельных плат, по шесть транспьютеров на каждую. Все компоненты были спроектированы, спаяны и собраны вместе: транспьютеры, оперативная память, источник питания, вентиляторы (аэраторы), корпус, шины питания, печатные платы и крепления.

Поскольку пайка каждой из десяти печатных плат занимала много времени, к работе подключились другие члены исследовательской группы Шультена. Каждый участник получал детали и лист инструкций и начинал паять плату, что занимало по крайней мере около шести недель, а затем подписывал на ней свое имя. "Это действительно показывало исследовательскую личность студента", утверждает Шультен. "Работа, которую каждый в группе должен был проделать, действительно очень близко отражала то, как они на самом деле будут вести себя в команде и позже в науке." На самом деле Шультен считает, что вся эта пайка была даже лучше, чем традиционные результаты экзаменов, в определении того, какие кандидаты будут хорошими аспирантами, чтобы принять их в группу.

Геллер вспоминает о трудностях, с которыми столкнулась команда при написании кода для параллельной машины, кода, который они назвали EGO. "Я помню, что когда я впервые сделал параллельные вычисления, которые хорошо масштабировались, я был очень взволнован, но вскоре я обнаружил, что все результаты были неправильными! У меня была быстрая параллельная программа, дающая неправильные результаты." Найти причину этого было нелегко. Шультен купил кусок промышленного марципана, до которого Геллер был большой любитель, и время от времени отрезал ему ломтики, чтобы побудить его продолжать. После долгих добродушных насмешек со стороны других членов группы за его быстрые, но неправильные вычисления, Геллер в конце концов понял, что ему нужно правильно синхронизировать параллельные задачи, так как сначала он дал им слишком много свободы; решение заняло много дней и долгих вечеров работы.

Транспортировка суперкомпьютера во время холодной войны

Проект по созданию и программированию Т60 начался в конце 1987 года. На пол пути к его завершению Шультен получил новую работу в Соединенных Штатах, в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн. Вместо того чтобы отправить Т60 в Соединенные Штаты и неделями ждать, пока он прибудет, а затем пройдет таможню, Шультен решил просто пронести компьютер в рюкзаке.

Во время холодной войны Соединенные Штаты долго не соглашались со своими западноевропейскими союзниками по вопросу касательно поставок высокотехнологичных товаров, таких как некоторые компьютеры, в страны Советского блока. Европейские страны не хотели ограничивать свою торговлю с Советским блоком, и даже компьютерные компании в Соединенных Штатах были обеспокоены тем, что их бизнес будет ограничен правительственными ограничениями.

Существовал специальный список ограничений и запрещенных материалов для экспорта в коммунистические страны, который был составлен под эгидой COCOM, комитета, созданного после Второй мировой войны для ограничения поставок оружия в Советский Союз. Список был единогласно согласован Соединенными Штатами, союзниками по НАТО и Японией. В 1984 году, после долгих ожесточенных споров между Соединенными Штатами и Западной Европой, особенно по поводу экспорта компьютеров, COCOM пересмотрела свой список товаров и в основном разрешила свободно экспортировать персональные, но не суперкомпьютеры.

Администрация Рейгана не только хотела ограничить бизнес, как внутренний, так и зарубежный, от экспорта суперкомпьютерных технологий в СССР, она также хотела держать советских ученых подальше от своих недавно созданных суперкомпьютерных центров. В 1985 году Национальный научный фонд выделил четырем университетам 200 миллионов долларов на открытие суперкомпьютерных центров в их кампусах. Этот шаг был признан необходимым и санкционирован Конгрессом, чтобы предоставить академическим исследователям доступ к суперкомпьютерам, которые обычно ограничивались оборонными работами, выполняемыми Пентагоном и Национальными лабораториями. Как сказал один из ключевых ученых, лоббировавших правительство США, использование стандартных компьютеров вместо упрятанных за бюрократическими препонами суперкомпьютеров "похоже на езду на лошади и возу, когда над головой летают самолеты". Но в 1986 году администрация Рейгана предложила запретить доступ к этим суперкомпьютерным центрам советским ученым. Таков был климат летом 1988 года, когда Клаус Шультен решил взять свой самодельный суперкомпьютер на трансатлантический рейс и пронести его через таможню в Чикаго.

Шультен знал, что из-за скорости обработки данных компьютер Т60 должен быть зарегистрирован, особенно при экспорте или импорте. Он подошел к таможеннику и показал ему суперкомпьютер.

Что это? спросил таможенник.

Это компьютер, ответил Шультен.

Зачем Вы мне его показываете?

Это очень мощный компьютер, и он должен быть зарегистрирован у вас.

Затем Шультен объяснил офицеру некоторые технические детали машины. Наконец таможенник посмотрел на Шультена и сказал: "Пожалуйста, положите его обратно и ступайте."

Невзгоды теоретической биологии

Когда Шультен прибыл в Иллинойс, его ученики закончили собирать и программировать свой Т60. Программа, получившая название "EGO", была написана на языке OCCAM II языке, физическим воплощением которого, по сути, и являются транспьютеры. Точно так же, как создание T60 требовало больших усилий, написание параллельного кода было столь же трудной задачей. Одним из ключевых показателей в параллельном программировании является то, насколько хорошо масштабируется программное обеспечение; хорошее масштабирование (или параллелизуемость) означает, что время выполнения вычислений приближается к ускорению кратному количеству логических потоков. Например, сбор яблок человеком хорошо параллелизуется: по мере того, как все больше людей участвует в сборе, время выполнения работы уменьшается.

Мембранная структура, смоделированная на Т60 в течение двадцати месяцев, охватывала 24 000 атомов. Изображение из Heller et al., 1993.Мембранная структура, смоделированная на Т60 в течение двадцати месяцев, охватывала 24 000 атомов. Изображение из Heller et al., 1993.

Было очень важно, чтобы EGO хорошо масштабировалось, потому что расчет мембраны, который Шультен и его группа хотели запустить, был очень большой системой. На самом деле расчет занял двадцать месяцев безостановочных вычислений. Система, которую они изучали, мембрана из липидов, окруженная водой, состояла из 23 978 атомов. Для сравнения, число атомов в системе биомолекул, которую Маккаммон, Гелин и Карплюс изучали в 1977 году, было на два порядка меньше.

После таких невероятных усилий, приложенных к проблеме мембраны, можно представить себе удивление Шультена, когда их с Гельмутом Геллером и Михаэлем Шефером статья была отклонена в течение недели, хотя результаты хорошо согласовались с экспериментом. Статья содержала результаты теоретической биофизики. Шультен признает, что опубликовать теорию, связанную с биологией, очень сложно, особенно в журналах с высоким импакт-фактором. Он говорит, что даже сегодня у него больше шансов получить признание, если он объединится с экспериментаторами. В своей автобиографической статье 2006 года Мартин Карплюс суммирует препятствия, с которыми сталкиваются теоретики при публикации результатов, связанных с биологией: "Как и раньше, сегодня эта проблема все так же распространена, то есть, если теория согласуется с экспериментом, она не интересна, потому что результат уже известен, тогда как если кто-то делает прогноз, то он не может быть опубликован, потому что нет доказательств того, что прогноз верен."

Тайна отказа так и не была раскрыта. "Я до сих пор не знаю, почему ее отвергли", рассказывает Шультен. "Я был так взбешен, что, хотя я опубликовал много статей в этом журнале, я сказал им, что больше никогда не буду там публиковаться." Геллер, Шефер и Шультен в конце концов опубликовались в Journal of Physical Chemistry, и статья сейчас высоко цитируется.

Этот набег на молекулярную динамику такой гигантской для своего времени системы дал обоснование для использования параллельного компьютера в качестве вычислительного микроскопа. Было важно взять для анализа большой сегмент мембраны, потому что реальные клеточные мембраны непрерывны и не имеют края как такового. Другие типы обычных микроскопов не могли уловить некоторые критические особенности мембраны, которые проясняла молекулярная динамика. "Когда вы смотрите на мембрану в течении какого-то времени, то замечаете, что она вся текучая и движущаяся. Что довольно трудно рассмотреть с помощью микроскопов. А мы действительно видели с помощью компьютера сам процесс и могли провести сравнение с большим количеством экспериментов. Они измеряют некие усредненные характеристики, которые придавали нам убеждение в том, что то, что мы действительно видели с помощью компьютера, было правильной картиной." Успех вычислений только подогрел аппетит Шультена к изучению все больших и больших систем. Шультен не понимал, что его жажда массивных систем на параллельных машинах приведет к своего рода студенческому бунту и программному продукту под названием NAMD, который определит его карьеру.

В поисках сотрудников

В 1989 году Шультен основал группу теоретической биофизики [Theoretical Biophysics Group] (которая впоследствии стала группой теоретической и вычислительной биофизики) в Институте Бекмана Иллинойского университета. В 1990 году он получил двухлетний грант от Национального института здравоохранения, которого более или менее должно было хватить, чтобы центр заработал. К этому времени Шультен лучше разбирался в параллельных вычислениях, по сравнению с теми временами, когда он вложил все свои деньги в параллельную машину еще в Мюнхене; он понял, что может изучать массивные биомолекулы, используя преимущества параллельных машин. Уже существовали программные коды, некоторые даже в свободном доступе, которые занимались молекулярной динамикой, но Шультен понял, что его потребности намного превышают их возможности.

На самом деле, Шультен понял, что его потребности превышают даже его собственные возможности как вычислительного биофизика, если он хочет осуществить свой план по изучению более массивных биомолекул в их естественной среде. Шультен решил выйти за пределы своего поля. "На мой взгляд, это было некоторое предвидение с его стороны, начать искать опытных информатиков", вспоминает Лаксмикант Санджай Кале, один из ученых, к которым обратился Шультен. Мотивированное тремя причинами, суждение Шультена вынудило его обратиться за помощью к компьютерщикам в своем университете.

Во-первых, до 1991 года программированием молекулярной динамики в группе Шультена всегда занимались его студенты-физики. После того, как оба Гельмута написали EGO для самосборного компьютера, другой студент, Андреас Виндемут, написал код по молекулярной динамике для Connection Machine.

Как уже упоминалось ранее, в 1985 году в Соединенных Штатах были созданы четыре центра для предоставления академическим исследователям доступа к суперкомпьютерам. Четыре центра находились в Корнелле, Принстоне, Калифорнийском университете, Сан-Диего и Иллинойском университете, в Шампейн-Урбане, где находился Шультен. Иллинойский центр назывался NCSA, и группа Шультена имела доступ к Connection Machine, которая размещалась там. Видя программы для T60 и для Connection Machine Шультен понял, что ему нужны навыки разработки программного обеспечения в группе, чтобы убедиться, что программное обеспечение написано таким образом, чтобы в будущем оно было понятно и открыто для модификаций. Его студенты-физики просто не были обучены таким навыкам.

Во-вторых, Шультен понял, что методы программирования меняются, и особенно то, что FORTRAN, разработанный в 1950-х годах, возможно, не будет лучшим вариантом, поскольку начали приобретать известность другие языки. "Нам нужны были лучшие языки программирования, которые были бы более систематичными".

В-третьих, освоение кода для параллельных машин казалось пугающим. Код для Connection Machine был в высшей степени обделен кроссплатформенностью, да и в принципе им было трудно пользоваться. Нюансы построения кода, переносимого на другие параллельные машины, в то время, когда так много различных типов поставщиков продавали параллельные компьютеры, убедили Шультена искать вход с другой стороны. Ему нужны были компьютерщики, которые будут в курсе быстро развивающихся и меняющихся технологий

Имея в виду вышеупомянутые причины и необходимость получить более солидный грант на обновление своего центра, грант, который обеспечит финансирование на пять лет, а не только на два года, Шультен обратился к двум ученым-компьютерщикам из университета Иллинойса и попросил их принять участие в работе группы. Один из них, Боб Скил, был экспертом в области численных алгоритмов, а другой, Санджай Кале, был экспертом в параллельном программировании. В 1992 году Шультен получил пятилетний грант от Национального института здравоохранения и таким образом приступил к основам программного кода под названием NAMD.

Бунт аспирантов

На самом деле Шультен воспринимает раннюю работу над T60 как приготовление почвы для NAMD это вкупе со студенческим бунтом, который произошел в начале 1990-х годов. В это время Шультен надеялся продолжить использовать коды молекулярной динамики, которые были разработаны для Connection Machine и Т60. Аспирант Боба Скила, Марк Нельсон, изучал код Connection Machine, а аспиранты Шультена, Билл Хамфри и Эндрю Далк, изучали код Т60. Все трое были непомерно раздражены своей работой. "Я бился головой об этот код в течение нескольких месяцев, рассказывает Нельсон, и никуда не продвигался. Комментариев не было, и все имена переменных были сокращениями немецких названий, что как-то мне не помогало."

Трое аспирантов, Нельсон, Хамфри и Далк, решили, что их задача будет проще, если они просто напишут новый код с нуля. Они тайно работали около месяца, пока не получили жизнеспособный код. Взяв на себя большой риск перед своими научными руководителями, они представили на собрании группы идею создать совершенно новый код и оставить в покое предыдущие реализации, которые было бы сложно поддерживать. "Они хотели написать все на C++ и боялись, что профессор пристрелит их за дерзкий отказ от работы с проверенным кодом." смеется Шультен. Однако на самом деле, он был в восторге от этой инициативы. "Так что я сам был очень взволнован, потому что увидел здесь ситуацию, которая была почти такой же, как у Гельмутов до них. Студенты осознавали риск и были готовы взять на себя ответственность."

На тот момент группа Шультена уже была готова создать программный код с нуля, потому как в команде появились настоящие компьютерщики. Один из них, Санджай Кале, попал в проект в следствие случайного стечения обстоятельств и вскоре узнал, что ему будет нужна толстая кожа для того, что его ждет.

Отказ от платоновской информатики

В начале 1980-х годов, будучи аспирантом в SUNY Stony Brook в Нью-Йорке, Кале начал работать над параллельным логическим программированием. В частности, он использовал язык Пролог для изучения искусственного интеллекта. "Так уж получилось, вспоминает Кале, что если вы осмотритесь в этой области сейчас, то увидите огромное количество людей, которые в середине 1980-х годов кодили на Прологе."

Санджай Кале, специалист по компьютерам в Университете Иллинойса с 1985 года.Санджай Кале, специалист по компьютерам в Университете Иллинойса с 1985 года.

Когда он получил работу в Университете Иллинойса, он продолжал работать над параллельным логическим программированием и получил должность в 1991 году. Пока он занимался этим более или менее "чистым" исследованием, основанным на компьютерных науках, он начал обдумывать применение своей работы. "Я занимался поиском на основе состояний, искусственным интеллектом в общем, и его распараллеливанием в частности, задачами а ля коммивояжера и т. д.", рассказывает Кале об этом периоде времени. "Но мои интересы начали смещаться в сторону: как мы можем применить это к задачам, которые есть у инженеров и ученых?"

По удивительному совпадению, сразу после того, как Кале получил должность и собирался отправиться в академический отпуск в Индию на семестр, к нему подошел Клаус Шультен, чтобы спросить, будет ли Кале участвовать в гранте 1991 года в качестве эксперта по параллельным вычислениям. У Кейла внезапно появился прикладной проект, буквально на его собственном заднем дворе. Он провел часть своего отпуска, читая о биологии и биологическом моделировании, а когда вернулся из Индии, начал изучать две программы, которые Шультен использовал для параллельных вычислений молекулярной динамики.

На самом деле он написал об этом во многом провидческий меморандум, опубликованный в 1994 году. Он поднял вопрос о том, почему компьютерщики должны ориентироваться на прикладные аспекты, и как это относится к области параллельных вычислений.

Во-первых, он понял, что компьютерщики часто занимаются абстрактными исследованиями. "Это не работает, потому что вы не концентрируетесь на реальных проблемах", говорит Кале. Поэтому я называю это платоновскими компьютерными науками. Идея выглядит красиво, поэтому вы ее развиваете, а затем перебрасываете ее через забор в реальный мир. А реальному миру все равно, потому что он занят своими проблемами."

"Если вы ориентируетесь только на одно приложение, продолжает он, это не работает, потому что вы разрабатываете технологию, которая слишком узкая, чтобы обеспечить широкий набор приложений. Таким образом, вы должны нацеливаться на несколько приложений."

К началу 1990-х годов Кале работал над прикладными проектами: Клауса Шультена по молекулярной динамике и еще одним по гидродинамике с сотрудником в области машиностроения. Что касается молекулярной динамики, то Кале изучал предыдущие коды, разработанные группой Шультена. Примерно в 1994 году аспиранты предложили начать все сначала. "Мы решили явно оформить его как программу", вспоминает Кале. "Сделать шаг назад и разработать его как программу, а не позволять ему быть органически выращенным." Этот формальный дизайн привел к прототипу NAMD. Название первоначально было акронимом "Not Another Molecular Dynamics", который придумал аспирант Билл Хампри, вдохновленный названием компилятора аналогичной природы; вскоре аббревиатура стала обозначать "NAnoscale Molecular Dynamics". Явное требование NAMD быть параллельным с самого начала будет иметь долгосрочные последствия с точки зрения успеха программного обеспечения.

Хотя Кале исполнил свое желание работать над приложениями, последнее десятилетие века сопутствовалось тяжелым трудом. Кале и его аспиранты разработали язык параллельного программирования, названный ими Charm++, который стал очень важным и ценным для успеха NAMD. Его собственные исследования в области компьютерных наук в течение десятилетия были сосредоточены на этом. "То, что мы предлагали, было параллельным C++ или параллельным объектно-ориентированным языком, который был по-своему новым и существенно отличался от того, как люди занимались параллельным программированием", рассказывает Кале. "Так что это был мой вызов заставить людей принять это."

Этому предприятию также характерно большое число поражений. У Кале остались стопки отклоненных грантовых предложений в качестве напоминания. Рецензенты говорили, что то, что он предлагал, либо невозможно, либо устарело. Его публикации тоже не всегда ценились: "Мы писали статьи, и я говорил: "Это продемонстрировано в молекулярной динамике". А люди отвечали: "Это просто параллельный C++. Многие люди делают параллельный C++". Они не обращали внимание на элемент новизны. И работы продолжали игнорироваться".

Кале также считает, что работа на чужом поле была еще одной причиной, по которой ему приходилось бороться. "Люди говорят о междисциплинарных исследованиях, но на самом деле это очень трудно реализовать. Они не очень уважают междисциплинарные исследования ни в одной из этих дисциплин." Оглядываясь назад на то время, Кале, как и Шультен, оценивает траекторию своей профессиональной жизни после того, как в 1990-х годах он принял решение перейти к практическим задачам: "Я все еще не советую молодым людям делать то, что сделал я, если они действительно не понимают, какой риск таит этот карьерный путь." Пройдут годы, прежде чем этот риск окупится для Кале.

Ингредиенты NAMD

Многие факторы формировали направления в которых развивался NAMD в 1994 году, не последним из которых было то, что теперь он хорошо финансировался грантом NIH. Аспиранты настаивали на использовании языка С++, относительного новичка в области программирования. "C++ предложил хорошую комбинацию объектно-ориентированного языка, заявляет бывший студент Марк Нельсон, но мы все равно могли бы написать ключевые вычислительные части на C и получить необходимую скорость." Использование C++ в NAMD сделало его уникальным среди солверов молекулярной динамики того времени.

Поскольку NAMD должен был быть адаптирован для параллельных машин, разработчики должны были учитывать, как многие процессоры, составляющие параллельную машину, будут взаимодействовать друг с другом при выполнении вычислений молекулярной динамики. Кале и Аттила Гурсой, его аспирант, работали над средой Charm++ и кое-чем, что называлось message-driven execution. Хотя технические детали выходят за рамки этой статьи, достаточно сказать, что Charm++ использовал message-driven execution, чтобы эффективно позволить процессорам общаться друг с другом во время выполнения молекулярной динамики.

В то время как C++ и Charm++ были уникальными элементами для NAMD, параллельный дизайн с нуля был еще одной отличительной чертой. В начале 1990-х годов другие очень успешные коды молекулярной динамики, такие как Amber и CHARMM (который является гарвардским продуктом и не следует путать его с Charm++, который был разработан в Иллинойсе), приняли другую тактику, когда стало очевидно, что программное обеспечение должно быть разработано для параллельных компьютеров.

Поскольку они существовали в течение многих лет, и огромные инвестиции ушли на миллионы строк кода, они не могли позволить себе роскошь проектирования с нуля; вместо этого они изменили существующую базу последовательного кода.

Санджай Кале приводит преимущества, которые дизайн с нуля давал NAMD: программное обеспечение хорошо масштабировалось и могло обрабатываться любыми новыми машинами, которые быстро появлялись на рынке. "Этот дизайн выдержал испытание временем и до сих пор актуален", размышляет Кале. "В значительной степени архитектура параллельной программы осталась прежней, хотя в то время мы работали на кластере HP, с восемью процессорами. А теперь мы работаем на 200 000 с лишним процессорах.

И поставщики параллельных компьютеров обратили на это внимание. С самого начала NAMD предлагался сообществу бесплатно и с годами набирал все больше и больше пользователей. На новый пакет положило глаз IBM, что в свою очередь инициировало еще больший интерес со стороны других ученых занимающихся вычислениями.

Награда за декаду

Почти через десять лет после того, как Кале начал свою одиссею в мир параллельных вычислений, он, наконец, был вознагражден. Каждый год проводится международная конференция Supercomputing. Премия Гордона Белла вручается ежегодно на конференции в знак признания достижений в области параллельных вычислений. И в 2002 году она была присуждена разработчикам NAMD.

Хотя Кале, возможно, работал в течение многих лет над такими прикладными проектами, как молекулярное моделирование и гидродинамика, он также занимался более или менее чистыми исследованиями в области компьютерных наук. Он считает, что премия Гордона Белла принесла его группе заслуженную славу. "На самом деле, я очень благодарен за это, отмечает Кале, потому что наши идеи в области информатики остались бы недооцененными. И было бы трудно добиться их признания, если бы не успех NAMD". Из-за своей репутации в NAMD у Кале теперь есть проекты в области моделирования погоды, вычислительной астрономии и вычислительной химии.

Вычислительный микроскоп достигает совершеннолетия

К этому времени вычислительный микроскоп стал более сложным. В 1977 году было проведено первое моделирование молекулярной динамики на небольшом белке в вакууме, которое отображало 9,2 пикосекунды. К 1996 году NAMD моделировал систему с 36 000 атомами, рецептор эстрогена с сегментом ДНК в соленой воде, в течение 50 пикосекунд. Расчет выполнялся в течение двух-трех дней на 8-процессорном кластере. В 2004 году для системы аквапорин-1, состоящей из 81 065 атомов, расчет проводился в течение 22,4 часов на параллельной машине с 128 процессорами и отобразил 5 наносекунд времени жизни системы.

Эти достижения утвердили вычислительный микроскоп для научного сообщества. "В прежние времена компьютерное моделирование не было таким точным", вспоминает Шультен. Поэтому было бы высокомерием просто сказать: 'Это вычислительный микроскоп', люди посмеялись бы над нами и сказали бы: 'У вас очень плохой микроскоп'.

Когда его спрашивают, какие силы заставили вычислительный микроскоп совершенствоваться, Шультен ясно понимает, что есть более глубокая причина, чем очевидная, стоящая за его мотивом постоянно совершенствовать NAMD для создания более крупных систем. "Мы стали больше не потому, что я хотел бить себя в грудь и говорить, что я могу сделать больше атомов, чем остальные, а скорее по ясной интеллектуальной причине. И причина в том, что я думаю, что для самой природы живых систем, в частности живых клеток, необходимо описать, как биологические макромолекулы, в частности белки, собираются и взаимодействуют. Ключевым моментом является просто то, что эти макромолекулы должны найти друг друга в нужной пропорции, в правильной геометрии, в нужном месте в клетке, и они должны сотрудничать." И для того, чтобы описать это, NAMD пришлось усовершенствовать до такой степени, что он мог описать десятки, сотни или тысячи белков.

Часто вычислительный микроскоп правильно предсказывал то, что наблюдал эксперимент; иногда он опережал эксперимент. Одним из таких случаев был пример использования NAMD для запуска моделирования "управляемой молекулярной динамики". В управляемой молекулярной динамике можно применить внешние силы к белку и отобразить его последующее поведение во времени. Анкириновый повтор это определенная последовательность аминокислот, и эта последовательность содержится в более чем 400 белках человека. В 2005 году Маркос Сотомайр, Дэвид П. Кори и Клаус Шультен изучали упругие свойства этих анкириновых повторов с помощью управляемой молекулярной динамики, в конечном счете, чтобы лучше понять слух и чувство равновесия; год спустя, в 2006 году, эксперимент подтвердил их результаты моделирования. В высоко цитируемой научной статье 2007 года Одномолекулярные эксперименты in Vitro и in Silico Сотомайр и Шультен утверждают, что эксперименты in silico "стали мощным инструментом, дополняющим и направляющим эксперименты in vitro". Термин 'in silico' относится к исследованию, выполненному с помощью компьютерного анализа. Обоснование вычислительного микроскопа как мощного инструмента только усиливалось по мере того, как этот эксперимент предвосхитил результаты эксперимента in vitro.

NAMD в двадцать первом веке

NAMD появился на свет в начале 1990-х годов, и семя его восходит к самодельному параллельному компьютеру, построенному в конце 1980-х годов, и программе EGO, которая была написана для этого конкретного суперкомпьютера. Шультен хотел управлять все большими и большими системами, и поэтому NAMD родился, а затем вырос, потому что он хорошо финансировался. Ключевым игроком, стоящим за успехом NAMD, является ведущий разработчик Джим Филлипс, бывший аспирант Шультена в 1990-х годах. Теперь Шультен называет Филлипса "отцом NAMD", поскольку Филлипс разрабатывал творческие решения для параллельного программного обеспечения почти два десятилетия.

Многие системы были смоделированы с помощью NAMD за его примерно двадцатилетнюю историю. Полный список выходит за рамки данной статьи, однако в приложении (оригинала) приведено несколько работ, описывающих молекулярную динамику ключевых белков, изученных группой Шультена в Бекмане. И каждая из этих публикаций была высоко цитируема. Некоторые из затронутых тем это исследования белка титина, который отвечает за пассивную эластичность мышц, и изучение того, как аквапорины работают, чтобы пропускать воду или глицерин через мембрану, но не пропускать протоны. Тот факт, что эти статьи имеют более сотни цитат каждая, доказывает их важность. Но чтобы завершить историю NAMD, сосредоточим внимания на том, чего достиг вычислительный микроскоп в своем исследовании вирусов, что освещает наследие NAMD за последние несколько лет.

Само собой разумеется, что исследования вирусов помогут в борьбе с болезнями. В 2009 году Всемирная организация здравоохранения объявила пандемию свиного гриппа H1N1pdm. Было быстро обнаружено, что этот штамм гриппа приобрел устойчивость к Тамифлю, лекарству, которое лечит людей, недавно инфицированных гриппом.

Коллапс пустого капсида. Три снимка сверху взяты из моделирования всех атомов , а шесть внизу-из крупнозернистого моделирования.Коллапс пустого капсида. Три снимка сверху взяты из моделирования всех атомов , а шесть внизу-из крупнозернистого моделирования.

Кроме того, было обнаружено, что вирус птичьего гриппа H5N1 также обладает устойчивостью к Тамифлю. Используя NAMD, а также молекулярную динамику и управляемую молекулярную динамику, сотрудники Университета Иллинойса и Университета Юты объединили усилия, чтобы найти основу для этой лекарственной устойчивости. Их открытие, согласно их публикации 2010 года, "предполагает, как мутации нарушают связывание лекарств и как новые лекарства могут обойти механизмы устойчивости."

Вирус табачной мозаики один из самых маленьких известных вирусов; этот факт в сочетании с достижениями в области компьютерных технологий позволил моделировать эту форму жизни с помощью NAMD целиком. Исследователи из Иллинойса объединились с исследователями из Калифорнийского университета в Ирвине, чтобы изучить стабильность вирусной частицы, а также ее составных частей. Результаты, опубликованные в 2006 году, были первым полностью атомарным моделированием живого организма, охватывающим более миллиона атомов. Полученные результаты установили, какие факторы имеют решающее значение для структурной целостности всего вируса, а также какие факторы могут направлять сборку частицы.

Вирусы это очень примитивные частицы, и многие из них состоят только из белковой оболочки, или капсида, окружающего нить ДНК или РНК. Для размножения вирус проникает в клетку-хозяина и захватывает ее механизмы, чтобы создать больше вирусных частиц. В то время как капсид играет роль защиты вируса, он также должен каким-то образом стать нестабильным и высвободить свои внутренние компоненты в клетку-хозяина для размножения. Распознавание движения белков, составляющих капсид во время такого высвобождения, является приоритетной целью, и исследование, проведенное в 2006 году, изучало динамику различных капсидов. Относительно новый метод крупнозернистая молекулярная динамика, позволял моделировать целые капсиды, которые до этого времени были недоступны. Ученые из Университета Иллинойса усовершенствовали метод крупнозернистой молекулярной динамики и использовали NAMD для иллюстрации стабильности капсида для нескольких вирусов. С помощью новой техники стало возможным моделировать капсиды размером более 10 нанометров и наблюдать переходы между стабильными и нестабильными структурами. Эта работа может дать полезную информацию для борьбы с вирусными заболеваниями.

Будущее для NAMD выглядит радужным. Цель Клауса Шультена понять биологическую организацию, саму суть того, что делает клетку живой, маячит на горизонте после сорока лет самоотверженности и творчества. "Так что теперь я могу потихоньку заняться тем, о чем мечтал, замечает Шультен о биологической организации, ближе к отставке. И другие люди следующие за мной могут использовать наработки сейчас и могут делать это намного лучше. И это, конечно, тоже делает меня счастливым." И вычислительный микроскоп продолжает прояснять все большие и большие системы. "Сегодня у нас есть симуляция на 20 миллионов атомов", хвастается Шультен. "И у нас есть симуляция, чтобы быть готовыми к следующему поколению компьютеров, которые потянут 100 миллионов атомов." Сочетание понимания и принятия риска, безусловно, окупилось с точки зрения научных открытий. От выяснения рецептора эстрогена, чтобы лучше понять рак молочной железы, до освещения вирусов, чтобы лучше бороться с болезнями, вычислительные проекты, ставшие возможными с помощью параллельных компьютеров, будут продолжать раздвигать границы. И до тех пор, пока смелые ученые идут на большой личный риск, пытаясь сделать то, что никогда не делалось раньше, и продолжают переосмысливать новые пути для того, чтобы компьютер действовал как научный инструмент, помогающий исследователям, будущее вычислительного микроскопа, кажется, наверняка принесет больше открытий.

Продолжение следует...

Подробнее..

Перевод Суперкомпьютеры и клеточные мембраны 3

04.05.2021 12:13:46 | Автор: admin

Предыдущая часть

Оглавление

  1. Они не станут обманывать невинную молодежь

  2. Аквапорины, давно искомые водные каналы

  3. Пращи и стрелы

  4. Вход в новый класс белков: механочувствительные каналы

  5. Очарование воздушного шара

  6. Методологическая разработка для Энигмы

Они не станут обманывать невинную молодежь

В 1992 году Клаус Шультен столкнулся с большой дилеммой, за которую был бы благодарен любой ученый. Как лучше потратить полмиллиона долларов на оборудование? Дело в том, что профессор только что узнал, что ему уготовано финансирование от Национального Института Здравоохранения (NIH) для создания центра вычислительной биологии. Сначала он выдержал двухлетний испытательный срок, и когда все прошло хорошо, в 1992 году ему дали стартовые средства на пятилетний период. Шультен считает, что по большей части успех был связан с самодельным суперкомпьютером, созданным его группой, который ясно продемонстрировал роль вычислений в биологии.

В 1985 году Национальный научный фонд санкционировал запуск четырех центров с суперкомпьютерами по всей территории Соединенных Штатов, что должно было дать рядовым исследователям доступ к этим мощным машинам. Один из них оказался в Иллинойском университете, где работал Шультен, когда в 1992 году получил зеленый свет на создание своего центра финансируемого NIH. На самом деле, наличие суперкомпьютерного центра Урбана-Шампейн является одной из причин, по которой Шультен устроился на новую работу в США. Ему нравился акцент на вычислениях в Иллинойсе.

Когда он рассказал о своей проблеме тамошним суперкомпьютерщикам, то сразу получил от них предложение. Используйте свои деньги, чтобы помочь нам купить суперсовременный суперкомпьютер под названием Connection Machine; у вас будет доступ к нему, но нам также понадобятся две из ваших пяти позиций в центре NIH, чтобы облегчить сделку. Шультен никогда не смог бы позволить себе купить собственную Connection Machine, поскольку она стоила более пяти миллионов долларов.

Шультен рассматривал это как вариант. Его группа уже имела опыт использования Connection Machine, чтобы провести кое-какие исследования нейронных сетей. Но ему нужно было потратить свои деньги на машину для моделирования молекулярной динамики совершенно отличной от исследований нейронных сетей. Шультен осмыслял все, что он знал о Connection Machine из разговоров со многими людьми. Он всерьез рассматривал Connection Machine как выбор, но был настроен скептически. "У меня были большие подозрения в отношении этих компьютеров, потому что они всегда описывались с очень эзотерической точки зрения, а не с точки зрения практики, то есть особо не рассказывалось о том, что вы действительно можете вычислить с их помощью."

Оглядываясь назад, Шультен резюмирует дилемму, с которой он столкнулся в 1992 году: "Я хочу получить лучший компьютер для вычислительной биофизики, но какой для этого подойдет, должен разобраться сам." Поэтому он инициировал разведывательную миссию. Он отправил горстку студентов по всей стране в компьютерные компании и институты чтобы поспрашивать, в какой компьютер лучше инвестировать. Сам Шультен специально туда не ходил он чувствовал, что компьютерные компании увидят в его учениках "невинных молодых людей" и не станут им лгать.

Его ученики вернулись с ответом: "Для вас лучший вариант соединить несколько рабочих станций вместе и создать кластер; не надо ходить со своими большими запросами, к продавцам суперкомпьютеров". Шультен получил ответ! Ему придется собрать еще один параллельный компьютер, но это подразумевает значительно меньше работы, чем самодельный суперкомпьютер, который он построил в 1980-х годах.

Хорошо, что Шультен не был обольщен Connection Machine. Как раз в то время, когда Шультен принимал решение о том, как потратить свои деньги на оборудование, летом 1991 года The Wall Street Journal опубликовала статью о том, что некоторые суперкомпьютерные компании несправедливо субсидируются DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). DARPA было основано в Соединенных Штатах в 1958 году как ответ на неожиданный запуск спутника Советским Союзом. Миссия DARPA состояла в том, чтобы расширить технологии страны за пределы непосредственных потребностей военных. По сути, она действовала, чтобы убедиться, что неожиданность типа "Спутника" больше никогда не повторится DARPA было чистым продуктом холодной войны.

Оказывается, DARPA играла в фавориты с суперкомпьютерными компаниями, и компания, которая выпускала Connection Machine, была крупным получателем, на сумму 55 миллионов долларов. Когда эта история разразилась, это стало большим позором для администрации Буша (старшего). Кроме того, оказывается, что компания, создавшая Connection Machine, изобиловала бесхозяйственностью, паранойей и некомпетентностью. (Полный провал Connection Machine подробно описан Гэри Таубсом в этой статье). Без подпитки от DARPA компания начала терять деньги, и стало ясно, что их детище не выдержит производительности других конкурирующих суперкомпьютеров, популярных в то время. Клаус Шультен вовремя миновал минное поле холодной войны.

Но теперь Шультен оказался в немилости у суперкомпьютерного центра университета за то, что отклонил их предложение о сделке с Connection Machine. Но он ни разу не оглянулся. У него было видение, что компьютер может быть очень полезным инструментом в биологии, и это определило его решение построить самодельный кластер в 1993 году. "Это действительно важный инструмент для биологии. Я хотел сделать его полезным, и поэтому я должен был быть уверенным, что действительно служу своей области, а не своему эго." Это в основном обобщает принцип, которым он руководствовался при принятии решений. Ему нужен был лучший компьютер для вычислительной биофизики.

Изображение первого самодельного суперкомпьютера, построенного Клаусом Шультеном. Его группа будет продолжать строить еще много параллельных кластеров.Изображение первого самодельного суперкомпьютера, построенного Клаусом Шультеном. Его группа будет продолжать строить еще много параллельных кластеров.

Но компьютерный кластер, в который Шультен решил вложить деньги, был лишь частью уравнения. Его группе еще нужно было запустить молекулярную динамику на этом параллельном кластере. В 1994 году аспиранты Шультена работали над переносом существующих кодов молекулярной динамики, которые были разработаны предыдущими членами группы в конце 1980-х и начале 1990-х годов. Но студенты были так расстроены, глядя на эту массу неразборчивого кода. Они предложили написать новый код с нуля. Результатом стал NAMD, молекулярно-динамический софт, параллельный и написанный на современных C и C++. (Но можно долго рассказывать о презрении, которое они встретили за использование языков C и C++, а не почтенного ФОРТРАНА, которым пользовался в то время каждый уважающий себя ученый-вычислитель.) Имея собственные параллельные машины и новое программное обеспечение, специально разработанное для параллельных вычислений, группа была готова к началу нового тысячелетия.

Аквапорины, давно искомые водные каналы

В 1985 году Клаус Шультен стал свидетелем определения первой структуры мембранного белка. В то время он поставил перед собой цель имитировать белок в мембране. Примерно пятнадцать лет спустя, на рубеже веков, его группа наконец-то была готова ответить на вызов внедрить белок в мембрану. Кандидатом был скромный мембранный белок. Его функция состояла в том, чтобы просто впускать или выпускать воду из живой клетки. Но простота функций этого белка противоречит сложной сюжетной линии, которая раскрылась перед исследователями.

Вода необходима для всех живых клеток. Например, человек на 70% состоит из воды. Но до 1992 года ученые не могли объяснить, как некоторые клеточные мембраны позволяли проникать значительному количеству воды внутрь клетки. Ученые знали, что возможна некоторая диффузия через липидный бислой, но некоторые считали, что в таких клетках, как слюнные железы, почечные канальцы и эритроциты, проникновение происходит в большем масштабе, чем можно объяснить скромной диффузией. Так начались поиски водного канала.

Аквапорин встроенный в мембрану прокачивает воду внутрьАквапорин встроенный в мембрану прокачивает воду внутрь

Питер Агре называет свое открытие такого водного канала "чистой слепой удачей". В середине 1980-х годов Агре изучал антигены системы резус-фактора и наткнулся на небольшой мембранный белок, который он рассматривал просто как загрязнитель в своих препаратах. Лишь несколько лет спустя он начал задумываться о том, какова функция этого нового мембранного белка. Проведя множество различных исследований, чтобы узнать все, что можно о белке, он решил проконсультироваться с другими учеными, биохимиками и физиологами, чтобы получить подсказки. Один из его друзей, с которым он консультировался в Северной Каролине по дороге домой с летних каникул во Флориде, сказал, что это похоже на давно искомый водный канал.

Итак, Агре задумал эксперимент экспрессировать таинственный белок в систему, которая известна своей низкой водопроницаемостью. Он выбрал лягушачьи икринки, которые довольно стабильно живут в пресной воде. Когда он положил их в дистиллированную воду, заблаговременно одарив их таинственным белком, они полопались, как попкорн! Это означало, что таинственный белок позволял воде беспрепятственно проникать в систему, которая обычно счастливо живет в воде. Он нашел давно искомый водный канал, названный впоследствии "аквапорин". Свои результаты он опубликовал в апреле 1992 года.

К 2000 году были опубликованы две структуры аквапоринов, которые привлекли внимание Шультена: аквапорины человека и кишечной палочки. Для Шультена это была идеальная система, поскольку именно этот мембранный белок выполнял простую функцию: проводил воду. С точки зрения молекулярной динамики это позволяло Шультену роскошь наблюдать за мембранным белком в процессе его функционирования, что часто не было возможно для многих экспериментальных методов, используемых для характеристики белка. Затем в течение следующих семи лет в группе Шультена большое внимание уделялось моделированию аквапорина, что привело к появлению более пятнадцати публикаций на эту тему.

Пращи и стрелы

Ох уж эти теоретики! Они играют в свои игры и потом соглашаются с экспериментом. Они не говорят вам ничего нового. НЕТ, не в этом случае, оживляется Клаус Шультен, когда речь заходит о молекулярной динамике применительно к аквапоринам. Но он повторяет общую дилемму для ученых, занимающихся вычислительной биологией. Если ваши теоретические расчеты согласуются с экспериментом, то они не новы; а если ваши теоретические результаты не имеют экспериментального подтверждения, то они должно быть недействительны. Это практически безвыигрышная ситуация. Но работа Шультена с аквапорином действительно убедила его в том, что компьютер может вести себя почти как вычислительный микроскоп. Он часто может запечатлеть динамическую картину, где эксперимент слеп. В работе по аквапорину, которую проделал Шультен, он очень гордится одним открытием, в частности, тем, как эти каналы исключают протоны из потока воды. Но это была победа на пути к которой прошло множество битв.

К началу 2001 года Шультен уже подготовил к публикации ряд работ, посвященных механизму проводимости через аквапорины. Ранее было обнаружено, что некоторые аквапориновые каналы могут проводить глицерин так же, как и воду, и некоторые работы Шультена также были сосредоточены на этих так называемых акваглицеропоринах. Но Шультен понял, что ему нужны сотрудники-экспериментаторы, чтобы подкрепить открытия в области молекулярной динамики. Профессор замечает, что у него часто больше шансов быть опубликованным, если он объединился с экспериментальной группой одна из причуд жизни в вычислительной биологии. В это время у него был приглашенный аспирант из Дании Мортен Йенсен, работавший над акваглицеропорином кишечной палочки. Йенсен вместе с другим постдоком Эмадом Таджхоршидом проводили исследования и моделирование структуры аквапорина, определенной в 2000 году группой Роберта Страуда в Сан-Франциско. В конце концов Шультен убедил Страуда, что обе группы должны объединиться.

К тому времени Йенсен и Таджхоршид проводили моделирование на новой машине в Питтсбургском суперкомпьютерном центре под названием Terascale Computing System. В этот момент они действительно нуждались в ней, поскольку изучаемая ими система белок, мембрана, вода состояла из более чем 100 000 атомов. Но благодаря NAMD вычисления прошли плодотворно. И это в то время как многие исследователи могли себе позволить систему не более чем в 10 000 атомов.

Молекулы воды меняют свою ориентацию при прохождении по каналу аквапоринаМолекулы воды меняют свою ориентацию при прохождении по каналу аквапорина

Моделирование, проведенное Йенсеном и Таджхоршидом, подтвердило гипотезу (высказанную группой Есинори Фудзиеси в 2000 году) о том, что ориентация молекул воды может иметь какое-то отношение к магической способности аквапорина предотвращать протонную проводимость. В сущности, если есть цепочка молекул воды, протоны могут легко водородно связываться с водой, а затем прыгать от молекулы к молекуле, подобно тому, как продавщицы с чебуреками и мороженным переходят от вагона к вагону в движущемся поезде. По сути, моделирование показало, что вода движется по каналу кислородом вперед, а затем на полпути молекула воды переворачивается, и атомы кислорода смотрят против направления движения, как показано на рисунке. Боб Страуд предложил провести симуляции с отключенными ключевыми компонентами, которые, как подозревалось, могут быть ответственны за "сальто". Действительно, эти симуляции подтвердили наличие остаточных зарядов, ответственных за переворот.

Тетрамерная природа аквапорина.Тетрамерная природа аквапорина.

Но какой именно механизм отвечает за переворот и как это удерживает протоны от движения вместе с молекулами воды по каналу? По этому поводу велись длительные дискуссии. В конце концов ученые выяснили, что переворачиванию воды и удержанию протонов способствует симметрия белкового канала. В подразделе физики, электростатике, объект с противоположными зарядами на концах называется диполем. Два диполя вместе образуют квадруполь. Внутренняя часть аквапорина имела именно такое квадрупольное поле из-за своей симметрии. Наличие двух противоположных диполей эффективно мешает протонам прыгать вниз по цепочке воды, и поэтому протоны никогда не проходят через нее. Поскольку внутри клетки поддерживается почти постоянное напряжение, потеря протонов разрушит эту "клеточную батарею" и сделает клетку дисфункциональной. Кстати, позже Шультен обнаружил, что квадрупольное поле также участвует в проводимости глицерина. Глицерин длинная линейная молекула, и перевернуть молекулу, пока она находится в канале, было бы примерно так же легко, как развернуть на 180 градусов большой грузовой корабль, на самых узких участках Панамского канала (или Суэцого ха-ха). Молекула глицерина имеет три O-H группы, каждая из которых имеет свой собственный дипольный момент. И она, проходя через аквапорин, на самом деле просто вращает своими ответвлениями (которые содержат О-Н-группы) сверху вниз в квадрупольном поле. Таким образом глицерин, подстраивая свой дипольный момент к внутреннему квадруполярному полю движется по каналу.

С такими проработанными деталями на руках, полученными объединенными усилиями экспериментальной и теоретической команд, Шультен был поражен, когда редактор Science позвонил ему, чтобы объяснить, почему журнал отклоняет его статью. Судя по всему, рецензент раскатал ее в труху. И, чтобы подсыпать соль на рану, редактор сообщил, что вот-вот выйдет еще одна статья, тоже посвященная молекулярно-динамическому исследованию аквапорина. Команда Шультена была захвачена врасплох!

К счастью, Шультен смог договориться с редактором, и Science дала ему шанс на публикацию, но только в том случае, если команды проведут еще один тест, добавив указатели для определения положения воды. Итак, экспериментальная группа добавила меченные молекулы, а затем теоретики провели расчеты и получили очень хорошее согласие. Но это задержало публикацию на четыре месяца. В конце концов команды опубликовали свои результаты в апреле 2002 года.

Но на этом трудности Шультена не закончились. Более года спустя старый друг Шультена опубликовал статью, в которой утверждал, что теоретические результаты об исключении протонов, которые объяснил Шультен, были абсолютно неверны. "Работы теоретиков у людей всегда вызывают сомнения, рассказывает Шультен об одной из опасностей быть биологом-теоретиком. И как только другой теоретик утверждает, что работа ошибочна, то уже легко с этим согласиться. Наш прекрасный пример так и запоролся". Профессор решил ничего не делать и надеялся, что время покажет. Выжидательный подход в конце концов окупился сегодня его научная статья по аквапорину является довольно высоко цитируемой публикацией.

Для Мортена Йенсена, приглашенного датского студента в лаборатории Клауса Шультена, который провел так много исследований аквапоринов, работа, которую он сделал, имела глубокие последствия. Он рассказывает, что в лаборатории Шультена они обсуждали технологическую целесообразность использования аквапоринов для фильтрации воды. Когда Йенсен вернулся в Данию, он двинулся дальше, став соучредителем компании по разработке аквапоринов! Он набрал много ученых, сформировав консультативный совет, и не остановился на этом. "Мы уже получили стартовой финансирование, которое нужно только для того, чтобы сделать самые первые детские шаги, чтобы получить доказательство концепции" вспоминает Йенсен. С тех пор компания "Аквапорин" набирает обороты и сейчас работает над тем, чтобы расширить этот процесс для промышленных целей, таких как очистка сточных вод и, возможно, даже опреснение. В то время как опреснение в настоящее время требует больших затрат энергии для производства питьевой воды, датская компания разработала мембрану, полную белков, которая не требует высокого давления, чтобы протолкнуть воду через мембрану вместо этого ключом является осмос. Поскольку доступ к чистой питьевой воде является глобальной проблемой и по меньшей мере семь штатов в США страдают от сильной засухи, подобная технология имеет широкие последствия.

Для Клауса Шультена работа с аквапоринами стала настоящим открытием. Он всегда подозревал, что компьютер будет хорошим инструментом для мембранных белковых процессов, и в конце концов получил свое доказательство. Он увидел три ключевые области, где компьютер был полезен. Во-первых, теперь можно было достичь больших масштабов. Во-вторых, достаточно хорошо описана неупорядоченная мембранная среда. И, наконец, динамические процессы, происходящие в мембранных белках, такие как транспорт, могут быть воспроизведены, что особенно полезно, когда эксперимент не может дать динамических данных. Несмотря на многочисленные неудачи, у Шультена теперь был зеленый свет, чтобы двигаться вперед и описывать очередные мембранные белки.

Вход в новый класс белков: механочувствительные каналы

На заре тысячелетия были открыты новые структуры мембранных белков, что привлекло внимание Шультена. В то время как его группа активно участвовала в исследованиях аквапорина, он решил заняться другим классом мембранных белков: механочувствительными каналами. Этот объект исследования до сих пор ошеломляет Шультена своей загадочностью. Однако эта же загадка дает Шультену шанс на открытие, и он бросает на нее все, что имеет. Его любовь к открытиям, по общему признанию, является главным импульсом, который движет им как ученым.

Клетки прокариот и эукариот выработали способы реагирования на механический стресс. Например, бактериальная клетка любит, чтобы окружающая ее среда точно имитировала среду внутри нее. То есть концентрация ионов должна быть примерно одинаковой внутри и снаружи. Но что, если будет ливень, и вдруг снаружи бактериальной клетки окажется в основном вода, а внутри вода и растворенные вещества? Вода устремится в клетку, этот процесс называется осмосом. Но тогда клетка разбухнет и через некоторое время рискует взорваться из-за большого внутреннего давления. Это называется осмотическим шоком. Для избежания такого исхода и существуют механочувствительные каналы. Их три типа, и каждый из них срабатывает как своего рода предохранительный клапан, когда уровень тревоги достигает определенного значения, подобно тому, как аэропорты используют цветовой код для различных уровней тревоги в годы после 11 сентября. (К слову, в кишечной палочке был обнаружен четвертый канал, называемый MscK, но здесь будут обсуждаться только канонические три канала.)

MscL механочувствительный канал высокой проводимостиMscL механочувствительный канал высокой проводимости

Хотя эти механочувствительные каналы важны для клеток, подвергающихся осмотическому стрессу, они также вовлечены в осязание и слух. Кроме того, считается, что растительные клетки используют эти каналы для чувства гравитации и различения разницы между верхом и низом. В 1998 году экспериментаторы определили кристаллическую структуру механочувствительного канала, а к 2000 году Клаус Шультен уже проводил на нем моделирование. Этот канал называется MscL механочувствительный канал большой проводимости. Целью моделирования в группе Шультена было выяснить механизм стробирования или то, что заставляет канал открываться и закрываться. Эти симуляции, в основном выполненные аспирантом Джастином Гуллингсрудом, были первым моделированием молекулярной динамики в присутствии приложенного поверхностного натяжения. Это было введением Шультена в класс каналов, характеристики которых созрели для раскопок с помощью компьютерного моделирования.

Очарование воздушного шара

Как только Клаус Шультен увидел кристаллическую структуру MscS, он был чрезвычайно заинтригован он не мог поверить, насколько она прекрасна. Механочувствительный канал малой проводимости, или MscS, расположен в клеточной мембране бактерии образуя потенциальный проток. При нормальных условиях канал фактически закрыт, но при осмотическом напряжении, растягивающем клеточную мембрану, канал становится открытым. Открытие начинается на среднем уровне готовности; это второй из трех типов белков, которые открываются. По иронии судьбы, MscS это гораздо более крупный белок, чем MscL, канал большой проводимости. На самом деле большой размер MscS это одна из тех вещей, которые одновременно завораживают и сбивают с толку Шультена. Большая часть этой конструкции (около 65%) находится вне клеточной мембраны, в цитоплазме. Как показано на рисунке, MscS во многом напоминает фонарь, нижний сегмент которого находится вне липидного бислоя и содержит семь отверстий-окон. Эта нижняя часть, или цитоплазматический домен, была прозвана в группе Шультена "воздушным шаром". Когда Шультен начал изучать MscS в 2003 году, он понял, поскольку все обращали внимание на часть белка, которая находилась в липидах (трансмембранный домен), что природа и функция баллона остались загадкой. И он хотел ее разгадать. Многие считают, что воздушный шар это своего рода фильтр. К сожалению, первые набеги Шультена на MscS, казалось, давали больше вопросов, чем ответов.

Поскольку Шультен уже изучал механочувствительные каналы (в форме MscL), когда новый аспирант Маркос Сотомайр присоединился к группе примерно в 2003 году, и впервые появилась кристаллическая структура MscS, казалось естественным для Шультена продолжить эту тему. Сотомайр говорит, что это было для него хорошей проблемой для введения в биофизику белков.

MscS с "баллоном". В шаре видны два окна.MscS с "баллоном". В шаре видны два окна.

К счастью, Сотомайр уже был хорошо знаком с молекулярной динамикой: он написал свою собственную программу для работы над темой, связанной с физикой фазового перехода в газах. Он проводил эту работу, когда был студентом-физиком в Чили. Сотомайр рассказывает, что одной из причин, по которой он выбрал Университет Иллинойса в Урбана-Шампейне для аспирантуры, был широкий спектр областей, охватываемых более чем шестьюдесятью профессорами физического факультета. Во время поиска научрука, Сотомайр увидел лекцию Клауса Шультена о том, как птицы используют квантовую механику для ориентации в магнитном поле земли. Это настолько заинтриговало Сотомайра, что он обратился к профессору. В то время как студент был немного обеспокоен тем, что у него не было опыта в биофизике, Шультен был в восторге от того, что у него была подготовка по молекулярной динамике "мне нужны люди, которые знают, как делать симуляции, а биологию вы узнаете по пути".

Когда Сотомайр приступил к моделированию MscS, у всех, включая его самого, сложилось впечатление, что кристаллическая структура 2002 года была зафиксирована в открытом состоянии. В принципе, когда вода + ионы проходят через пору, это представляет собой открытое состояние; когда ионы не могут пройти, это представляет собой закрытое состояние. И существует третий вариант неактивное состояние. Раннее моделирование, проведенное Сотомайром и Шультеном на MscS, показало асимметричное закрытие поры. Здесь наши герои получили свою первую подсказку о том, что кристаллическая структура 2002 года не может быть одним из открытых состояний. Наряду с обнаружением асимметричного замыкания они также обнаружили, что липиды взаимодействуют с белком весьма интенсивно, поэтому отношения между мембраной и белком были сложными. На самом деле, по рассказам Сотомайра, сложное липидно-мембранное взаимодействие "фактически определило это очень динамичное движение трансмембранного домена, которое привело к асимметричному замыканию." В сущности, Сотомайр и Шультен видели большую деформацию липидной мембраны вокруг белка. Также было обнаружено, что поры в трансмембранном домене несколько гидрофобны, то есть вода будет проникать в поры, но только периодически.

На следующем этапе работы над MscS Сотомайр и Шультен решили воспроизвести некоторые экспериментальные работы. Поскольку MscS это канал, по которому протекают ионы, экспериментаторы измерили проводимость, и эти измерения можно было воспроизвести в симуляциях. Они объединились с другим ученым университета, Умберто Равайоли и его постдоком Труди ван дер Страатеном. Ученые обнаружили, что кристаллическая структура, которую они использовали, действительно не была открытой. Таким образом, теоретики попытались воспроизвести возможные открытые формы канала в своих расчетах. "И я думаю, что это было действительно важно, потому что это направляло будущие эксперименты на попытки найти более широкий открытый канал", объясняет Сотомайр.

Сотомайр согласен с тем, что эти первые два исследования, в результате которых были подготовлены две статьи, казалось, вызвали больше вопросов, чем дали ответов. "Это было правильное исследование, говорит Сотомайр о своих первых двух публикациях, и мы просто смотрели на что-то новое, а затем находили вещи, о которых мы точно не знали, что они означают." Во-первых, эти первые две работы предполагали, что кристаллическая структура 2002 года была либо неактивным состоянием, либо закрытым состоянием, но теоретики не были уверены, какое именно. В то же время было неясно, какова структура или конформация открытого канала. В группе Шультена, в работе, выполненной тогдашним постдоком Алеком Аксиментьевым, был разработан метод изучения электростатического потенциала через пору. Сотомайр рассказывает, что когда он рассчитывал электростатический потенциал для MscS, он вышел странным появилась еще одна загадка. Также без ответа остался вопрос о том, как именно функционирует механизм стробирования, каковы все переменные, способствующие переходу из открытого состояния в закрытое. А потом был воздушный шар. Какова его функция и как работают семь боковых окон? Играл ли воздушный шар большую роль в стробировании?

Есть много причин, почему белковые MscS так сложны как для экспериментаторов, так и для ученых-вычислителей. Это большой белок, в общей сложности более тысячи аминокислот. Он состоит из семи субъединиц. Как упоминает Сотомайр, с таким большим размером трудно точно определить, какие участки наиболее важны для функции белка. И он действует в клетке в миллисекундном масштабе времени, а современное моделирование позволяет охватить сотни наносекунд. Еще в 2003-2005 годах, когда Сотомайр проводил моделирование, он достиг предела размера в 224 000 атомов и мог моделировать только несколько наносекунд,

Различные состояния мембранных белков MscSРазличные состояния мембранных белков MscS

Когда Сотомайр и Шультен опубликовали свои первые две работы, у них было большое подозрение, что кристаллическая структура, которую они использовали, вероятно, не была открытым состоянием, но они нуждались в более глубоком анализе, чтобы исследовать эту дилемму. На самом деле это яркий пример в карьере Шультена, когда компьютер может помочь в определении различных состояний мембранных белковых каналов, поскольку некоторые из этих состояний не обязательно поддаются кристаллизации. Но чтобы получить наилучшие результаты, придется объединиться с экспериментальной группой. Так началось плодотворное сотрудничество с другом Эдуардо Перозо, специалистом в области молекулярной физиологии и биологической физики, который сосредоточил свои исследования на динамике ионных каналов. Студентка Перозо, Валерия Васкес, в то время работала над MscS, и поэтому она и Сотомайр часто кооперировались. Сотомайр должен был убедиться, что моделирование, которое он проводил, совпадает с экспериментальными условиями, которые Васкес создавала в лаборатории. Затем обе команды приступили к трудной работе по расшифровке точного значения кристаллической структуры MscS. Фактически, в своей первой совместной публикации они написали:

Поэтому вопрос о том, представляет ли кристаллическая конформация открытое, промежуточное, неактивное или закрытое состояние и как она переходит из одного состояния в другое, является трудным, однако существует отличный шанс получить ответы, объединив экспериментальный и вычислительный подходы.

Однако мир экспериментатора и мир ученого-вычислителя очень различны. Как заметил Клаус Шультен, экспериментаторы часто думают, что то, что он делает, это просто виртуальная реальность. Когда Сотомайр посетил лабораторию Перозо и поговорил с Васкес и другими студентами, он почувствовал некоторое напряжение. "Я думаю, что образ, который у них был, состоял в том, что те, кто занимаются численным моделированием просто нажимали кнопки и сразу получали статьи, подмечает Сотомайр, в то время как они выполняли тяжелые эксперименты, работая каждый день над получением своих данных." Но, к счастью, все быстро изменилось к лучшему. Сотомайр подумал, что было бы здорово, если бы Васкес и ее муж (который также работал в лаборатории Перозо и стал еще одним сотрудником) посетили семинар, на котором группа Шультена преподавала, как запускать молекулярную динамику на NAMD. "Я думаю, что в тот момент они действительно поняли, что то, что мы делаем, не просто мультики как у Уолта Диснея", вспоминает Сотомайр. Он также считает, что экспериментаторы почувствовали, что симуляция может и чего не может сделать.

Как оказалось, сотрудничество Шультена и Перозо оказалось плодотворным. Например, в то время как Васкес измеряла проводимость через канал MscS, Сотомайр был в состоянии воспроизвести измерения в моделировании. Объединенные команды также смогли объяснить стробирующее поведение MscS, что, по сути, привело к публикации в Science. Но самое главное, сотрудничество подтвердило, что первоначальная кристаллическая структура была не открытой, а скорее неактивной или закрытой. Сотомайр и Шультен смогли учесть экспериментальные данные из лаборатории Перозо и создать некоторые возможные модели открытого состояния для MscS, что является классическим использованием компьютера при разработке состояний мембранных белков. На самом деле, Сотомайр считает, что экспериментальные данные действительно были "ключом к поиску открытых состояний."

Как оказалось, как раз в то время, когда сотрудники опубликовали свою научную работу 2008 года о стробирующем механизме MscS, в Science также появилась статья, представляющая чрезвычайный интерес для команд Шультена-Перозо. Экспериментальная группа, возглавляемая Яном Бутом и Джеймсом Нейсмитом, фактически определила кристаллическую структуру MscS с порой, намного более широкой, чем исходная кристаллическая структура 2002 года. Сотомайр говорит, что теоретические предсказания открытого состояния, предложенные им и Шультеном, которые в значительной степени опирались на эксперимент, очень напоминают открытое состояние структуры 2008 года. Но, как обычно с MscS , все детали открытого состояния все еще остаются предметом споров и некоторой путаницы.

Методологическая разработка для Энигмы

До сих пор загадки воздушного шара MscS все еще бросают вызов Шультену, но, похоже, он действительно наслаждается этой дилеммой и процессом генерации теорий для проверки. Общепринято считать, что воздушный шар это своего рода сито или фильтр. Если MscS открывается, когда клетка набухает до точки разрыва, и просто пропускает что-либо, чтобы уменьшить давление, то множество жизненно важных компонентов выйдет из клетки и создаст неблагоприятную ситуацию внутри. Например, внутренняя часть клетки обычно имеет заряд отличный от оного для окружающей среды, что является способом накапливать энергию для запуска некоторых процессов. Если важные заряженные частицы беспрепятственно выходят через баллоноподобную структуру, отрицательное напряжение, которое естественным образом поддерживает клетка, может оказаться под угрозой. Поэтому Шультен чувствует, что воздушный шар это не просто пассивный фильтр, а нечто более сложное.

Прямо сейчас Шультен и его аспирант Иван Тео находятся на ранней стадии проекта по определению функции воздушного шара, и они очень взволнованы этим. "То, что он делает," говорит Шультен о работе Тео, "очень интересно не только с точки зрения MscS, но и с методологической точки зрения." Тео и Шультен объединили усилия, чтобы раскрыть секреты воздушного шара, разрабатывая общий метод для применения к MscS, но который достаточно общий, чтобы его можно было применить к другим мембранным процессам. И их работа является ярким примером того, как компьютер может захватить мириады деталей биологии.

До сих пор Шультен и Тео разработали способ описания ионов, движущихся в области вокруг баллоноподобного белка в цитоплазме. Пара должна пройти долгий путь, чтобы описать все, что происходит в окружающей среде вокруг и внутри воздушного шара, но они приближаются к оттачиванию наиболее общей и универсальной методологии. Шультен надеется, что его упорство окупится. Время покажет.

Продолжение следует...

Подробнее..

Перевод Украдено у Apple

05.05.2021 20:22:59 | Автор: admin

В 1980 году компания Franklin Computer выпустила клон Apple II под названием Franklin Ace, разработанный под яблочное ПО. Из Apple II скопировали практически все, включая программное обеспечение из ПЗУ и документацию, и продали клон по более низкой цене. Мы даже нашли место в мануале, где забыли поменять Apple на Ace. В Apple пришли в ярость и подали на Franklin в суд. В конце концов мы победили и вынудили Franklin убрать Ace с рынка.

Компьютер Apple IIКомпьютер Apple IIКомпьютер Franklin ace 100Компьютер Franklin ace 100

Несмотря на то, что Apple выиграла дело, какое-то время нам было страшно и не до конца понятно, вынесет ли судья решение в пользу Apple в следующий раз во Franklin утверждали, что они имеют право копировать ПЗУ Apple II, поскольку это просто функциональный механизм, необходимый для программной совместимости. Мы думали, что кто-нибудь может попробовать аналогичный трюк с Macintosh. Возможно, кто-то достаточно сообразительный мог бы замаскировать код (скажем, путем систематической перестановки некоторых регистров), чтобы он не выглядел похожим на оригинал на двоичном уровне. Мы подумали, что нам лучше принять меры предосторожности.

Стив Джобс решил, что если какая-нибудь компания скопирует ПЗУ Macа на свой компьютер, то он хотел бы иметь возможность сделать демонстрацию во время испытания, где мог ввести несколько комбинаций клавиш на немодифицированном скопированном компьютере и получить большой значок Stolen from Apple на экране. Процедуры и данные для выполнения этого должны быть незаметно встроены в наше ПЗУ, чтобы клонировщики не знали, как их найти и удалить.

Из такой каверзной задачи получился забавный проект. Сьюзан придумала симпатичную иконку Stolen from Apple с тюремными решетками. Стив Кэппс разработал простую схему сжатия значков из ПЗУ для экономии места, поэтому мы сжимали значок с помощью его метода, который не только уменьшал накладные расходы, но и значительно усложнял обнаружение значка. Наконец, мы написали крошечную процедуру для распаковки значка, его масштабирования и отображения на экране. Программу спрятали в середине некоторых таблиц данных, чтобы ее не нашли при дизассемблировании ПЗУ.

Первоначальная версия значка. Впоследствии тюремные решетки убрали.Первоначальная версия значка. Впоследствии тюремные решетки убрали.

Все, что нужно было сделать для ее вызова, это войти в отладчик и ввести букву G и шестизначный шестнадцатеричный адресом, что означает выполнение процедуры по этому адресу. Работу продемонстрировали Стиву, и ему понравилось. Мы даже надеялись, что кто-то скопирует ПЗУ, чтобы продемонстрировать нашу предосторожность.

Насколько мне известно, в дальнейшем никто никогда не копировал ПЗУ в коммерческом проекте, так что во всем этом не было особого смысла, но на какое-то время возникла некоторая интрига. Мы проговорились, что где-то там был спрятан значок Stolen from Apple, отчасти чтобы удержать людей от копирования ПЗУ. Однако один хакер стал одержим попытками его найти.

Наиболее известная версия значкаНаиболее известная версия значка

Стив Джасик автор дизассемблера/отладчика MacNosy, который можно было использовать для создания псевдо-исходников для ПЗУ. Он довольно быстро узнал о значке Stolen from Apple и решил изолировать его. Стив жил в Пало-Альто, поэтому я время от времени натыкался на него. Он просил дать подсказку или высказывал свои теории, которые всегда были неправильными.

Это продолжалось два или три года, прежде чем Стив наконец расколол задачку: он рассказал мне о сжатой иконке и адресе процедуры отображения. Я поздравил его, но не был уверен наверняка, понял ли он это сам или кто-то, имеющий доступ к исходному коду, проговорился.


Дата-центр ITSOFT размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.

Подробнее..

Услуга за услугу. Как русские учёные впряглись за Пастера в споре с антипрививочниками

06.05.2021 10:07:53 | Автор: admin


В 2020 у нас появился новый повод гордиться Россией вакцина от коронавируса, разработанная центром имени Н.Ф. Гамалеи.
Я расскажу о событиях 135-летней давности. О приключениях молодого доктора Гамалеи в Париже и о том, как в мире победили вирус бешенства.


Победили это конечно громко сказано. Вирус до сих пор смертелен. Если не ввести вакцину, или ввести поздно, когда уже проявились симптомы человек гарантированно умрёт в страшных мучениях. Посмотрите на ютубе ролик из московской больницы про заболевшего бешенством мужчину запомните на всю жизнь. И перестанете легкомысленно относиться к возможному заражению.

Если вас укусила подозрительная собака (или милый уличный котёнок) обратитесь в травмпункт. В детстве нас пугали 40 уколами в живот, но современные вакцины требуют 3-6 уколов в плечо, пережить можно. Можете конечно ничего не делать, ведь не от каждого укуса получают заражение (вероятность 30% в случае собак). Но это как играть в русскую рулетку с двумя патронами в револьвере оно вам надо?

Карикатура 1826 года: бешеный пес на улицах Лондона. Покусанная женщина скорее всего уже не жилец:


А я перехожу к истории создания вакцины от бешенства. В конце статьи расскажу про вклад русских учёных. Перенесёмся в Париж, в восьмидесятые годы 19 века.

Последний подвиг Пастера


Знаменитому французскому химику и микробиологу Луи Пастеру уже за шестьдесят. За 15 лет до этого он пережил инсульт, парализовало левую половину тела. Восстанавливался несколько месяцев, смог снова ходить, но опыты в лаборатории с тех пор проводит только руками учеников. Позади десятки лет служения науке, может пора на покой?

Но Пастер хочет научиться спасать людей. Самый страшный враг инфекционные болезни. Трое детей Пастера умерли от брюшного тифа, так что к микробам у него личные счёты.

Проблема в том, что врачи как-то не спешат исследовать микробную версию происхождения болезней. Им проще развивать привычную теорию миазмов дескать, все болезни из-за плохого воздуха. А прорывные открытия в медицине приходится делать химику Пастеру.

В юности он исследовал проблемы виноделия и установил, что брожение это не химический процесс, а биологический, там замешаны и грибки, и бактерии. Придумал, как сделать так, чтобы вино не скисало тем самым спас винодельческую отрасль Франции (а заодно и возродил отечественное пивоварение).

Придумал пастеризацию теперь продукты можно было хранить и перевозить на большие расстояния (к вопросу о спасении людей одно только пастеризованное молоко позволило резко сократить детскую смертность).

Далее Пастер переключился на болезни шелковичных червей. Открыл двух микробов-возбудителей, разработал методы профилактики и лечения, спас мировую индустрию шёлка.

Тренировка на овцах


Следующий успех был в области ветеринарии: Пастер научился спасать животных от смертельных инфекций, победил куриную холеру и сибирскую язву. И вообще впервые описал, как работает приобретённый иммунитет.

За сто лет до этого уже изобрели первую вакцину для людей это была прививка от оспы. Берём неопасный для человека вирус коровьей оспы, заражаем человека, в результате он получает иммунитет к опасной человеческой версии. Проблема была в том, что этот принцип не догадались перенести на остальные опасные болезни.

Метод Пастера в общем виде состоял в следующем:
  1. Берём заболевших животных, пытаемся выделить биологическую жидкость с микробом
  2. Заражаем этой жидкостью здоровых животных, убеждаемся, что они заболели
  3. Повторяем десятки раз
  4. ??????
  5. PROFIT!

А в чём профит, спросите вы? В том, что мы получаем стабильную версию возбудителя, с которой можно работать. Следующая задача ослабить микроб, сделать его неопасным. Потом можно вколоть неопасную версию здоровым животным и посмотреть, разовьётся ли у них иммунитет после укола.

Подход сработал. С куриной холерой помогло просто подержать бульон с микробом на воздухе пару дней. Привитые этим бульоном куры не заболевали.

Возбудителя сибирской язвы получилось ослабить с помощью карболовой кислоты (стоит упомянуть, что основную работу по описанию сибирской язвы проделал немецкий бактериолог Роберт Кох. Он же научился выращивать бактерию в колбе с бульоном. Команда Пастера взяла готовые результаты и применила к ним свой метод создания вакцины).

А дальше последовал публичный эксперимент: на большой ферме взяли стадо овец и разделили на две половины, одних привили вакциной, других оставили в качестве контрольной группы. Опыт инициировал ветеринар Россиньоль, который не верил в микробов.
Через три недели в присутствии наблюдателей всему поголовью ввели смертельный штамм сибирской язвы.

Сибирская язва развивается быстро через два дня животные из контрольной группы были мертвы. Из привитых никто не погиб.

Эксперимент оказался убедительным, скептики были посрамлены. Правительство дало добро на промышленное производство вакцины, через три года во Франции было привито 3 миллиона овец. А Пастер и его команда переключились на следующую болезнь из списка.

Неудача с холерой


В 1883 году четыре сотрудника лаборатории выехали в Египет, где разразилась эпидемия холеры. Несколько месяцев они пытались повторить метод: брали материал больных людей и пытались заразить подопытных животных: мышей, кур, собак и обезьян. Ничего не получалось, животные не заболевали. Увидеть возбудителя в микроскоп также не удалось. В процессе опытов заразился и умер член команды Луи Тюилье. Работу пришлось сворачивать.

Создание вакцины от бешенства


Перспективнее было заняться болезнью, которой болеют и люди, и животные. Уже пару лет команда Пастера занималась бешенством. После неудачи с холерой решено было переключить всё внимание на этот проект.

Болезнь была известна с древности. С одной стороны, врачи знали, что бешенство смертельно и шансов на выздоровление нет. С другой стороны, собирали и записывали услышанные методы лечения, авось пригодятся. Тут тебе и прижигания укусов, и прокалывание пузырьков под языком, всевозможные снадобья. Зачем это было записывать, если любой врач мог убедиться, что метод не работает непонятно. Шарлатанов выручала статистика ведь после укуса был шанс, что человек не заразился. Тогда выжившего человека можно предъявлять как доказательство эффективности снадобья.

(в средневековой Франции с больными, у которых проявились симптомы, поступали просто душили человека между двумя матрасами. Отменили эту практику только при Наполеоне)

Как видите, поле для исследователя было непаханое. Вооружаемся методом Пастера, но предстоит решить две проблемы:

Проблема#1 непонятно, как гарантированно заражать подопытных собак и кроликов. Ясно, что возбудитель содержится в слюне, но уколы слюной результата не дали. То же самое с переливанием крови заражённых.

Если вирус в конечном счёте поражает нервную систему, может поискать его там? Получилось. Если взять кусочек мозга умершего животного и положить в мозг здоровому (для этого надо сделать трепанацию), то заражение происходит. А дальше берём материал уже от этого животного, пересаживаем следующему и т.д. Последовательным заражением получаем вирус с нужными нам свойствами. Проще всего было работать с кроликами в лаборатории закипел конвейер по извлечению кроличьих мозгов.

Проблема#2 долгий инкубационный период бешенства. При заражении можно ждать и неделю, и месяц, пока симптомы проявятся.
Чтобы получить стабильный вирус, нужно провести десятки перезаражений так можно и годы потратить на это.

Стали отбирать те образцы возбудителя, которые проявляют симптомы раньше всех. И через несколько десятков перезаражений получили стабильный штамм, который проявлялся через 7 дней. Вирус стал злее и опаснее.
Звучит страшновато!

Пастер и кролики. (если вы представляете картину с кроликами-мутантами, которые готовы вырваться на волю и всех перекусать в реальности было не так страшно. У кроликов развивалось паралитическое бешенство, они тихо-мирно умирали в своих клетках)

Оставался последний штрих сделать из смертельного вируса неопасный. Результата добились обычной сушкой. Вытаскивали спинной мозг кролика и сушили в стерильной колбе. Чем больше дней сушатся мозги тем слабее вирус.

Набор юного микробиолога. На дне колбы каустическая сода, которая забирает влагу:


Дальше выясняем, как долго нужно сушить препарат, пока вирус не потеряет силу (ответ 14 дней).
Если вводить собакам убитый возбудитель, они не заболевают.
Если вводить недосушенный заболевают и умирают.
Теперь попробуем ввести препараты в порядке убывания (14, 13, 12 дней и т.д.). И собака не умерла! Более того, получила иммунитет если ей теперь вводить живую версию вируса, собака останется жива.

Пара лет ушла на отработку точной схемы прививок в итоге Пастер был готов повторить публичный эксперимент, на этот раз с двумя группами собак.
Бешеную собаку запустили в оба вольера, чтобы она всех перекусала.
Опыт удался после заражения привитые собаки выжили, а из непривитых заразилась и умерла половина группы, как и положено по статистике. После такого доказательства команде Пастера предоставили просторные помещения, здания бывших конюшен. Можно было производить вакцину в больших количествах.

Но только как её применять? Первоначальный план был привить всех собак во Франции, как получилось с овцами. Тогда и вирус бешенства перестанет циркулировать среди животных, исчезнет опасность для людей. Беда в том, что прививка должна быть многократной собаку придётся держать в стационаре 40 дней. Даже с домашними собаками так не получится, не говоря о бродячих. Да и на производство вакцины для всех собак не хватит кроликов, слишком малый выход препарата. Как же спасти людей от болезни?

Вакцинация после заражения


И вот тут пришло озарение. У природного вируса долгий инкубационный период. У лабораторного короткий. Если человека укусила собака, что, если вколоть ему вакцину до того, как проявились симптомы?


В колбе те самые кроличьи мозги.

Сказано, сделано. Проверили гипотезу на укушенных собаках работает.
Вот итог пятилетних изысканий действующая вакцина от бешенства.

Теперь нужно испытать на людях. Случай подворачивается очень быстро Пастеру привозят девятилетнего мальчика, искусанного бешеной собакой. Ран так много, что он точно не выживет без вакцины, терять нечего. Курс уколов завершается успешно, мальчик выжил.
Потом второй пациент, успех. В конце 1885 года после официального доклада перед Академией наук Пастер начинает вакцинировать укушенных людей.

Русские у Пастера


Первым русским пациентом Пастера был кавалерийский офицер из Петербурга, укушенный бешеной собакой. В Париж его направил непосредственный командир, принц А.П. Ольденбургский.

Это было ещё в ноябре 1885, офицер выздоровел. В дальнейшем принц станет основателем и главным спонсором института экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге.

В то же время одесское общество врачей собирает средства, чтобы отправить своего представителя на обучение и практику к Пастеру. Выбор падает на Николая Фёдоровича Гамалею, молодого, но уже опытного инфекциониста.


Нашему герою в то время 27 лет. Путёвку в Париж получил по настоятельной рекомендации Ильи Мечникова.


С собой в Париж Гамалея привёз пациента, укушенного мальчика. После курса прививок мальчик выжил, а сам Николай Фёдорович активно включился в работу лаборатории.

В Москве врачи провернули аналогичную комбинацию командировали в Париж ординатора Н.М. Унковского.

В течении всего 1886 года из России приезжали пациенты, а сопровождавшие их доктора часто оставались на стажировку у Пастера.

Придёт бешеный волчок и укусит за бочок


История про Пастера и смоленских крестьян известная, и часто повторяется в разных версиях. Бешеный волк покусал 19 человек в окрестностях города Белого (тогда Смоленская губерния). При волчьих укусах заражение происходит в 80% случаев, судьба крестьян была незавидной.

(за 10 лет до этого такой же случай был в Пензенской губернии. Тогда погибли 37 человек)

Повезло, что среди интеллигенции города Белого нашёлся человек, который читал об изысканиях Пастера (полезно интересоваться научпопом). Он же предложил отправить телеграмму в Париж. И в тот же день они получили ответ от Пастера приезжайте немедленно. Дальше пришлось бороться с бюрократией. Отписали губернатору, тот доложил министру внутренних дел пока шла переписка, утекало драгоценное время.

Министр финансировать поездку за счёт бюджета отказался если все начнут ездить в Париж за казённый счёт, тут никаких денег не напасёшься!

Собирать деньги смс-ками тогда ещё не придумали, поэтому в Белом объявили сбор среди жителей. Все скинулись, плюс городская дума опустошила свой бюджет. На седьмые сутки больные погрузились в сани и отправились в Смоленск.
Там прождали ещё пару дней, пока оформлялись бумаги, и наконец сели в поезд. Губернатор помог с паспортами и бесплатными билетами.
(иногда пишут, что крестьяне пришли в Париж пешком. Это конечно не так)

К Пастеру в Париж прибыли только на 14-й день после заражения. Им немедленно начали колоть курс прививок.

В середине курса проявились признаки болезни у одного из укушенных, через три дня он умер. До этого Пастер пролечил уже несколько сотен человек, это был второй случай смерти среди привитых. Нужно было разбираться. Череп умершего вскрыли (при этом нашли кусок волчьего зуба), эмульсию мозга вкололи кроликам и морским свинкам на 7й день они были живы. Значит, больной умер не от вируса из прививки, а от волчьего укуса.

Понаблюдали за заражёнными животными симптомы совпали с собачьим бешенством. Вывод волчий вирус тот же самый. Но ситуации для больных опаснее, т.к. волк часто кусает за голову и шею. Нужно было с самого начала ставить более сильную дозу. К сожалению, догадка пришла слишком поздно во время второго курса умерло ещё двое человек. Пастер распорядился сделать третий курс уколов больше смертей не было. После выздоровления крестьяне отправились домой.

Из России в этом году приезжали и другие пациенты, около сотни человек. А всего за 1886 год через клинику прошло 1600 пациентов со всей Европы.

Выздоровевшие крестьяне в Париже. Одного не хватает священника Анатолия Ершова. Он уехал раньше, делать операцию на лице, т.к. сильно пострадал от укусов.

Случай с тремя умершими русскими повлиял на решение Пастера о создании прививочных станций в других странах. До этого он хотел прививать от бешенства только в Париже, под контролем своей команды. Что, если врач в другой стране проявит небрежность и пациенты погибнут? Эти смерти были бы на его совести. Но теперь выяснилось, что укусы волков гораздо опаснее, и люди могут просто не добраться до Парижа. А если доберутся и прививка не сработает из-за потери времени эти смерти также будут на его совести.

Первые прививочные станции

В итоге Пастер дал добро на создание прививочных станций в крупных городах по всей Европе. Первую такую лабораторию создал Гамалея в Одессе, уже в июне 1886 года. В том же году в Москву вернулся Унковский, в Петербург доктор Воинов. Каждый вёз в багаже клетки с кроликами, заражёнными стабильной версией вируса.

Теперь пострадавшим от укусов не нужно было ехать в Париж. Достаточно было добраться до ближайшей прививочной станции. К сожалению, поддержки правительства не было, станции открывались на частные пожертвования.

Статистика работы первых прививочных станций в России. Процент умерших в целом сравним с парижской клиникой.


Каждая лаборатория со временем превратилась в полноценный научный центр.
Результаты работы русских станций и накопленный опыт здорово выручили Пастера, когда через пару лет ему пришлось бороться с антипрививочниками.

Последняя война со скептиками


В 1886 году Пастер был популярен в народе и имел репутацию спасителя. Но любая оплошность и симпатии публики развернутся в другую сторону. А журналисты с удовольствием раздуют из трагедии сенсацию.

В Италии произошло то, чего опасался Пастер местный профессор не рассчитал дозировку и вколол пациентам живой вирус. В результате 5 человек погибли от самой прививки. После этого правительство Италии закрыло станцию. В остальных странах смертность привитых держалась на уровне 1-4%, но среди умерших стали попадаться случаи с необычными симптомами. Не проявлялись обычные признаки водобоязни, люди просто умирали. Похоже на паралитическое бешенство у кроликов. Всё ясно, виновата прививка!

В Англии создали специальную комиссию для проверки этих случаев.
Пастер попросил помощи у Николая Гамалеи. Гамалея провёл в Англии несколько месяцев и выяснил следующее:
  1. В описанных случаях смертей не было исследования штамма на кроликах. Как только исследования стали проводить, выяснилось, что лабораторный штамм ни при чём, люди умирали от собачьего вируса.
  2. Симптомы паралитического бешенства у людей действительно встречаются.
    Только так бывало и раньше, просто никто такую смерть не вписывал в графу бешенство, если не было явной связи с укусами животных.
    То есть это не прививки виноваты, а просто раньше о таких проявлениях болезни не знали.

Плюс Гамалея предоставил комиссии результаты работы русских лабораторий. Комиссия была удовлетворена и рекомендовала правительству разрешить работу прививочных станций в Англии.

Оставалось выиграть аппаратную борьбу в Парижской академии наук и победить в дискуссии с противниками микробной теории. Основной аргумент звучал так: от ваших прививок никакой пользы. Сейчас от бешенства умирает столько же народу, сколько и раньше, вы просто любите ставить людям бесполезные уколы.
Ну ещё бы, раньше статистика не велась и сколько людей умирало от бешенства, никто не знал. А вот наши доказательства, вот результаты экспериментов, вот данные по спасённым людям. Заткнитесь и не мешайте работать.

И на некоторое время антипрививочники действительно заткнулись. Пастеру удалось собрать средства на создание целого института микробиологии. Пожертвования шли со всего мира, солидный взнос внёс русский император. Институт заработал, одно из направлений возглавил Илья Ильич Мечников, будущий нобелевский лауреат.

Последнюю битву Луи Пастер выиграл, во многом благодаря помощи русских учёных.


Пара выводов для читателей:
  1. Если вы завели собаку или кошку (или подобрали на улице) не сочтите за труд, сделайте животному прививку от бешенства.
  2. Если вас укусили сходите в травмпункт. Особое внимание если вы нашли следы на теле ребёнка. Маленькие дети иногда могут скрыть, что их укусила собака или поцарапала уличная кошка. Больное животное может выглядеть здоровым, а слюна его уже заразна. Как и сто лет назад чем раньше обратиться за помощью, тем выше шансы на благоприятный исход.
  3. Если в клинике нет антирабических препаратов (а такое, увы, встречается) не поленитесь, съездите туда, где они есть.

На этом всё, берегите себя

Автор: Юрий Деточкин, специально для блога Маклауд
Источники:
Шевелев А. С., Николаева Р. Ф. Последний подвиг Луи Пастера. М.: Медицина, 1988
Е. В. Шерстнева. Первые пастеровские станции в России. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины, 2012
Карапац М.М., Краева Л.А. Ученики Пастера из России. Инфекция и иммунитет, 2018
Фотоколлекция на сайте Института Пастера
В. Рыкова. Смертоносный кусь. Биомолекула, 2018.




Автор этой статьи Юрий Деточкин. Мы благодарим автора за статью.

Облачные серверы от Маклауд быстрые и надежные. Без древнего железа.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Подробнее..

Перевод Суперкомпьютеры и клеточные мембраны (заключительная часть)

07.05.2021 10:12:10 | Автор: admin

В молодости Клаус Шультен воображал, что станет танцором, и будет жить не полагаясь ни на что, кроме собственного разума и тела. "Но танцор из меня вышел никудышный, вспоминает он. Итак, следующим вариантом жизненного пути для меня была теоретическая физика. Только я, карандаш, бумага, ну и ластик, разумеется."

Строго говоря, эта мечта тоже сорвалась. Но сегодня Шультен полагается на самое мощное и дорогое вычислительное оборудование в мире для применения вычислительной физики к моделированию биологических систем. Его последняя работа включала молекулярное моделирование целой органеллы, которая преобразует энергию света в химическую энергию внутри фотосинтезирующей бактерии.


Предыдущие части: первая, вторая, третья.

Оглавление

  1. Транслоконы: дамбы Теночтитлана

  2. YidC: продолжение для белково-проводящего канала

  3. BAR-домены и мембранная скульптура

  4. Понимание нервной системы

  5. Грандиозный финал: серия взаимосвязанных процессов

Транслоконы: дамбы Теночтитлана

Прекрасный древний ацтекский город Теночтитлан был построен посреди озера и процветал в XV веке. При изучении археологических свидетельств, которые собрали воедино то, как он выглядел и функционировал, можно заметить поразительное сходство с живой клеткой. Внутри Теночтитлана было священное пространство, изобилующее храмами и пирамидами, окруженное стеной, подобно тому, как эукариотическая клетка имеет разделенные секции, отделенные мембранами. Внутри островного города-государства существовали всевозможные специализированные кварталы, похожие на органоиды.

Теночтитлан, с фрески Диего Риверы в Национальном Дворце Мексики. В середине изображения находится дамба, ведущая из города-государстваТеночтитлан, с фрески Диего Риверы в Национальном Дворце Мексики. В середине изображения находится дамба, ведущая из города-государства

У жителей также были формы валюты (например, какао-бобы), которые гомологичны АТФ. Подобно тому, как аквапорины контролируют поток воды в клетке, ацтекский город имел каменный акведук для питьевой воды. Но как основные блага попадают в клетку и выходят из нее? В Теночтитлане было три дамбы. В клетке самым фундаментальным благом, вероятно, являются ее белки. А проходы в клетке, которые позволяют проходить этим критическим молекулам, белкам, называются транслоконами. Транслокон сам по себе является белком, который живет в мембране, и выполняет функцию проводящего канала. Когда Клаус Шультен начал изучать транслоконы в 2005 году, он не мог представить, что его ждет. Это как не знать о всех сокровищах затерянного города, пока они не откопаны, и Шультену придется раскопать некоторые древние исследования, чтобы изучить новую систему, которую он вскоре стал считать сокровищем.

Когда Джеймс Джей Си Гумбарт в 2003 году поступил в аспирантуру в Урбана-Шампейн, он ничего не знал о биофизике и предполагал, что в конечном итоге изучит физику конденсированных сред, что было сильной стороной университета. "Но потом, на первом семестре, я пошел на биофизику и был очень заинтригован ею", вспоминает Гумбарт. Это было лишь вопросом времени, когда студент начнет работать с Шультеном, поскольку вычислительная направленность также импонировала ему.

Летом 2004 года, когда Гумбарт присоединился к группе, Шультен показал ему статью о канале белковой проводимости, которая, по мнению Шультена, была интересной и, возможно, могла бы стать плодотворным проектом. Вероятно, к восторгу Шультена, Гумбарт действительно обратил на это внимание, проявил большую инициативу и продолжал производить впечатляющий объем работы.

Джей Си Гумбарт, Клаус Шультен и рибосома, прикрепленная к проводящему белок каналу.Джей Си Гумбарт, Клаус Шультен и рибосома, прикрепленная к проводящему белок каналу.

Всего за три года Гумбарт и Шультен подготовили три статьи о различных аспектах транслоконов, которые они раскрыли с помощью моделирования. Например, в первой работе Гумбарта они изучали проводящий белок канал, кристаллическая структура которого была получена совсем недавно и о котором мало что было известно. Было ясно, что этот канал выполняет двойную функцию: он либо полностью пропускает белок на другую сторону мембраны, либо помещает его в последнее пристанище внутри мембраны. Пара ученых из Иллинойса решила сосредоточиться на первой функции транслокона. И они действительно раскрыли динамическую картину происходящего. Гумбарт вытащил короткий сегмент аминокислот и увидел, как пробка в канале сдвинулась, чтобы пропустить этот сегмент. Хотя Гумбарт признает, что это был довольно упрощенный подход, он подчеркивает роль компьютера для наблюдения динамических процессов мембранных белков и их функции. Он также подчеркивает, что многому научился (с точки зрения вычислений и науки) в своих ранних исследованиях проводящих белок каналов, и получил знания, которые хорошо послужат ему для следующей одиссеи, которая вот-вот начнется.

Примерно в то время, когда Шультен изучал транслоконы, его научные интересы внезапно расширились и включили в себя увлекательную и массивную молекулярную машину рибосому, биологическую фабрику, которая собирает белки клетки. В 2004 году один экспериментатор обратился к Шультену на конференции и попросил его помочь решить дилемму, связанную со структурами рибосом, полученными двумя различными типами микроскопов. Один тип микроскопа включает в себя рентгеновскую кристаллографию, которая выдает структуру высокого разрешения; другой тип электронная микроскопия, которая генерирует структуры низкого разрешения. Этот экспериментатор (Иоахим Франк) получал структуры рибосом с помощью криоэлектронной микроскопии и нуждался в помощи, включающей данные высокого разрешения (от рентгеновской кристаллографии, сгенерированной другими) в его карты. По аналогии рассмотрим две фотографии: на одной птица сидит на проводе, а на другой птица в полете. Изображение птицы в полете захватывает птицу в процессе полета (ее функция), но имеет низкое разрешение. Однако представьте себе, что первый снимок может запечатлеть мельчайшие детали, вплоть до каждого пера. Если бы каким-то образом можно было использовать все мелкие детали неподвижной птицы и применить их к птице в полете, можно было бы объяснить функцию птицы полет. Поэтому задача Шультена состояла в том, чтобы взять данные рентгеновской кристаллографии и поместить их в карты криоэлектронной микроскопии; эти карты электронной микроскопии были действительно способны захватить рибосому в процессе выполнения ее функции, в отличие от рентгеновской микроскопии.

Шультен оценил свои силы и согласился на проект. Его группа работала над большими системами в течение десятилетий, у него были собственные программные продукты в качестве инструментов, и у него была группа студентов, одаренных в вычислительном искусстве. Результатом стал метод, названный MDFF или молекулярная динамика с адаптивной подгонкой, и он дебютировал в 2008 году. Более подробную информацию о генезисе MDFF можно найти в этой истории. Достаточно сказать, что она открыла Шультену захватывающий мир рибосомы.

Но как рибосома связана с проводящим белок каналом? Как уже отмечалось, рибосомы производят белки, которые в процессе построения выходят из своего туннеля, а затем должны свернуться и отправиться в свой дрейфующий путь. Один из вариантов заключается в том, что зарождающийся белок может жить в цитозоле клетки. Или его судьбой может быть путешествие через мембрану наружу. Третий вариант зарождающийся белок может быть предназначен для жизни внутри мембраны. Для этих двух последних вариантов белок-проводящий канал направляет зарождающийся белок к цели. В 2007 году Шультену и Гумбарту стало известно о группе, которая опубликовала карту рибосомы в комплексе с ее белково-проводящим каналом полученную с помощью криоэлектронной микроскопии. (Этот канал известен как SecY). Это интригующая система сразу две макромолекулы, каждая из которых влияла на другую. Более подробно о функции рибосомы можно было бы узнать, если бы ее изучали в тандеме с проводящим белок каналом, который на нее влиял. И Шультен и Гумбарт поняли, что они могут генерировать структуры высокого разрешения каждой части дуэта, чтобы в конечном итоге скорректировать карту электронной микроскопии. Это казалось идеальной работой для MDFF. Гумбарт даже отправился в Бостон, чтобы получить карту электронной микроскопии от экспериментаторов, создавших комплекс.

Это было одно из первых применений нового метода MDFF для группы Шультена. Гумбарт рассказывает, что группа все еще отлаживала метод, когда он работал над этим комплексом рибосомы плюс канал в январе 2008 года, но это было очень захватывающее время, особенно приятно было видеть, как структуры почти волшебным образом вписываются в электронную плотность. MDFF скомпоновал комплекс из 2,7 миллиона атомов, который включал рибосому, белок-проводящий канал, мембрану и воду самый большой на тот момент в группе Шультена. Исследователи действительно могли видеть, как рибосома вызывала небольшую дестабилизацию в пробке канала. Это был очень успешный проект, и он был лишь прелюдией к тому, что должно было произойти.

В процессе работы над MDFF Шультен скооперировался с экспериментатором в Мюнхене, биохимиком по имени Роланд Бекман, который сумел выловить активирующие системы с помощью своего электронного микроскопа. Бекман уже работал над электронной микроскопией рибосомы, соединенной с проводящим белок каналом, когда он и Шультен объединили усилия. На самом деле, проект Шультена и Бекмана принес обеим командам научную публикацию, в которой MDFF был использован Гумбартом для карты канала связанного с рибосомой.

Клаус Шультен навсегда запомнит свой первый визит к Бекману в Мюнхене. Это было в июле 2008 года, и во время встречи Бекман вывел Шультена на улицу, чтобы показать ему плакат на стене с изображением электронной микроскопии. И Шультен чуть не упал в обморок от восторга, увидев кое-что знакомое. Он сразу же узнал на карте нанодиск, объект, смоделированный в университете Иллинойса. Шультен помогал открывателю нанодиска визуализировать его, так что это было то, над чем Шультен работал в начале своей карьеры. В принципе, открыватель нанодиска, Стив Слигар, хотел изготовить наноразмерный кусок мембраны, чтобы удерживать мембранные белки, поскольку, как уже отмечалось, работа с мембранными белками вне мембраны представляла экспериментаторам много проблем. Итак, Слигар дал миру рецепт создания пучка липидов, удерживаемых вместе двумя белками-каркасами маленький кусочек мембраны, на который можно посадить белок!

Рибосома и нанодиск - сложная, но увлекательная системаРибосома и нанодиск - сложная, но увлекательная система

Новшество Роланда Бекмана состояло в том, что он взял рибосому, в которой зарождающийся белок еще не полностью вышел из туннеля рибосомы, и ввел в систему нанодиск затем зарождающийся белок змеился в канале в нанодиске. В сущности, Бекман поймал моментальный снимок рибосомы с зарождающимся белком, входящим в канал в окружении мембраны. И Клаус Шультен сразу узнал нанодиск. Это о чем-то говорит, потому что, когда Шультен помогал Слигару визуализировать нанодиск еще в 2005 году, он получил лишь косвенную информацию о его форме. В сознании Шультена нанодиск выглядел очень похожим на то, что он видел на стене у Бекмана в тот летний день 2008 года, так что это было подтверждением того образа, который Шультен представил научному сообществу.

Бекман хотел, чтобы опыт Шультена в MDFF позволил создать структуру системы рибосома-нанодиск с высоким разрешением. Гумбарту казалось естественным работать над этим проектом, поскольку он включал в себя проводящий белок канал. Однако, по мнению Шультена, это был сложный проект. А ведь аспирант только начал учиться разбираться в картах электронной микроскопии. "Мне пришлось смотреть на этот канал часами, прежде чем я смог действительно начать мысленно видеть белок, выходящий из него", рассказывает Гумбарт. Но, к счастью, с ним работали еще два студента-пионера MDFF, чтобы помочь ему разобраться в картах.

Гумбарт и Шультен в конце концов смогли разобраться в сверхсложной, но новаторской системе, которую Роланд Бекман запечатлел с помощью электронного микроскопа. Для Гумбарта это было кульминацией всей его диссертационной работы. Одна из целей, которую они с Шультеном поставили перед собой, состояла в том, чтобы увидеть, как образуются мембранные белки. Для Шультена этот проект с рибосомой и нанодиском был вершиной его карьеры. Он считает, что этот проект подчеркивает, как вычислительная техника (через MDFF) может стать ключевым партнером для экспериментов. Но самое главное, он никогда не ожидал, что снова вернется к нанодиску, и он никогда не думал, что это будет что-то настолько инновационное.

YidC: продолжение для белково-проводящего канала

Скорее всего, проект провалится. Несмотря на это предупреждение Клауса Шультена, постдок Абхишек Сингхарой решил уделить ему все свое внимание. Летом 2013 года Шультен посетил Мюнхен и вернулся с несколькими новыми проектами, один из которых был совместным с группой Роланда Бекмана. Несмотря на мрачное напутствие, Шультен, вероятно, заинтересовался этой темой, потому что она была продолжением его многолетней работы над белковыми проводящими каналами. Для полного удовлетворения рибосомы, зарождающегося белка и транслокона было недостаточно, поскольку было известно, что дополнительный мембранный белок, называемый YidC, иногда помогает каноническому белковому проводящему каналу. Это было мучительно для Шультена, который всегда думал о системах с несколькими белками. Но он полностью отдавал себе отчет в шансах на успех, когда ставил перед Сингхарой задачу: экспериментаторам нужна помощь вычислителей, завершающих работу над структурой YidC.

Видите ли, для YidC не существовало никакой кристаллической структуры. И не было похоже, что она появится в ближайшие годы или десятилетия. Но Роланд Бекман считал, что структура может быть построена даже без дифракции рентгеновских лучей. Экспериментаторы в лаборатории Бекмана, после того как не смогли получить исходную структуру для YidC, обратились к вычислительной группе в своем родном университете (Мюнхенский университет Людвига Максимилиана), известной своими программными инструментами, предназначенными для предсказания структуры белка по последовательности. И на Сингхароя легла следующая задача работать рука об руку с группой Бекмана над усовершенствованием структуры. Сингхарой использовал бы все инструменты из арсенала группы Клауса Шультена, а экспериментаторы Бекмана, и в первую очередь аспирант Стефан Уиклз, сосредоточились бы на электронной микроскопии и биохимии. Это был прекрасный пример работы компьютера в тандеме с экспериментом. И это было путешествие, полное драм.

Вычислительная группа в Мюнхене (возглавляемая Йоханнесом Седингом) вывела исходную структуру на основе своих программных средств, использующих биоинформатику. Они не только смогли предсказать листы и спирали YidC, но также использовали эволюционный ковариационный анализ, чтобы предсказать, насколько близко одна спираль может быть к другой.

YidC, которая облегчает введение белка в мембрану.YidC, которая облегчает введение белка в мембрану.

Имея под рукой "входную" структуру, Сингхарой поместил белок YidC в мембрану и начал проводить моделирование молекулярной динамики. "Но это не было обычным моделированием молекулярной динамики", рассказывает Сингхарой. "Это была динамика ограниченная полученными ранее ковариационными измерениями". После того, как структура была запущена с ограничениями, затем без них, чтобы уравновесить и отобразить расслабленную структуру, пришло время отправить результаты сотруднику-экспериментатору, который проверяет, какие взаимодействия делают эту расслабленную структуру стабильной. Чтобы провести всю эту биохимию, Уиклз менял компоненты и тем самым устранял взаимодействия, которые предполагались как стабилизирующие. И потом весь процесс сызнова молекулярная динамика с ограничениями и без них, затем биохимические эксперименты. Сингхарой рассказывает, что таким образом они прошли через множество итераций. Все с целью найти наиболее устойчивую структуру.

После этих утомительных повторений Уиклз нашел способ удостовериться, что очередная структура Сингхароя была истинным энергетическим минимумом, а не каким-то локальным, в котором задержался YidC, потому что время моделирования было недостаточно длительным. Уиклз провел химический эксперимент по сшиванию. В принципе, если два остатка (парочка определенных аминокислот) расположены близко, то после добавления к ним группы серы, они могут образовывать дисульфидную связь, и это может быть сравнительно просто обнаружено, таким образом доказывая, что два рассматриваемых остатка находятся рядом. Чтобы проверить структуру Сингхароя, Уиклз ввел в YidC зарождающийся белок и перекрестно связал некоторые их остатки. И о чудо, они были связаны! Это был самый сильный тест, который показал, что многие итерации окупились, и структура была значимой.

И в разгар этой тяжелой работы, Уиклз узнал немыслимое: их нагоняла другая группа! Вот-вот должна была быть опубликована кристаллическая структура бактериального YidC. Уиклз был на научной конференции, где у него был плакат о его работе над YidC, когда он увидел кристаллическую структуру на другом плакате. Если и было что-то хорошее, так это то, что Уиклз заметил, что его смоделированная структура очень похожа на кристаллическую структуру, которую он видел на конференции.

Это вызвало волну лихорадочных приготовлений к подготовке публикации. Три команды, в принципе, уже были готовы представить доклад, когда Уиклз увидел кристаллическую структуру на конференции. Наконец, после долгих испытаний и невзгод, статья была принята в июле 2014 года и вышла только через три месяца после того, как кристаллическая структура была опубликована командой из Японии. Структура, основанная на модели, которую опубликовала триада команд, была не единственным значительным результатом работы. Благодаря обширной молекулярной динамике, которой руководил Сингхарой, он начал раскрывать некоторые детали того, как на самом деле работает YidC, поскольку он мог видеть его динамически в своих симуляциях. Во-первых, моделирование показало, что дно YidC образует уплотнение. Это имеет смысл, поскольку известно, что YidC является инсертазой, то есть она берет зарождающуюся цепь из рибосомы и направляет эту цепь в сторону ее последнего пристанища в мембране. В процессе, ни один канал не открывается внизу. Вместо этого новообразованный белок проходит через ворота в боку YidC. Моделирование показало, что одна из спиралей, образующих ворота, действует очень похоже на затворку или гибкий закрылок, позволяющий зарождающемуся белку змеиться в мембрану.

В общем, этот проект с самого начала выглядел очень рискованным, но упорство исследователей возобладало. Они даже пережили оказию состоявшую в том, что другая группа тоже получила структуру, и сумели опубликовать свою статью, несмотря на тяжелую ситуацию. Сингхарой указывает, что в будущем предстоит некоторое дальнейшее уточнение моделируемой структуры на основе кристаллической структуры, хотя эти две структуры принадлежат разным бактериям. И, наконец, команды хотят объединить YidC с рибосомой, что, несомненно, принесет больше волнения и интересных исследований и, вероятно, обеспечит более тесное сотрудничество между учеными-вычислителями и учеными-экспериментаторами.

BAR-домены и мембранная скульптура

Новая аспирантка Ин Инь хорошо помнит тот день в 2006 году, когда Клаус Шультен позвал ее в свой кабинет и достал из кармана смятый клочок бумаги. Он протянул ей листок и сказал: "Мы должны поработать над этим", на бумаге она увидела только три буквы: B...А...R. Не так уж много, для уверенного старта. Но в течение следующих нескольких лет эти три литеры приведут к проекту, в котором будут задействованы все инструменты из арсенала Schulten group. И созвездие факторов сошлось вместе, чтобы произвести прекрасное применение молекулярной динамики. Этот проект, на самом деле, является непревзойденным примером того, как вычислительная биология может дать представление о динамических процессах, связанных с мембранными белками. Ниже мы увидим, как такая клеточная активность как ваяние мембран, была полностью раскрыта от начала до конца.

Что же такое мембранная скульптура? Эукариотическая клетка это сложное строение с множеством отсеков, отгороженных мембранами. Эти мембраны бывают самых разных форм плоские, изогнутые, волнистые или правильной формы. Есть также везикулы в клетке, например, в аппарате Гольджи (amazon.com клеточного мира) белки упаковываются внутри мембран (один тип везикул) и отправляются в свой конечный дом, либо в цитоплазму, либо, возможно, высвобождаются наружу клетки. Дело в том, что внутри клетки существует множество мембранных систем, и каждая из них имеет уникальную форму. Но что именно отвечает за появление столь многих различных форм? Часто для "лепки" мембраны в ее окончательный вид используются белки.

Когда Клаус Шультен дал Ин Инь этот листок бумаги с тремя магическими буквами, он на самом деле подразумевал семейство белков, называемых BAR-доменами. Известно, что эти белки изгибают мембраны (во время эндоцитоза и экзоцитоза). На самом деле существует три члена семейства (N-BAR, F-BAR, I-BAR), и в центре внимания Инь вскоре оказались белки N-BAR, для которых уже была известна структура. По мере того как она начинала исследовать белок, она становилась все более и более заинтересованной и все более и более убежденной, что это тема, достойная изучения. И Инь начала обсуждать N-BAR-домены со своим женихом Антоном Архиповым, тоже аспирантом в группе Шультена. Супруги поняли, что могут сотрудничать и тем самым промоделировать то, что раньше казалось невозможным. Даже Шультен не ожидал, что такое моделирование осуществимо. О чем эта парочка догадалась?

Инь и Архипов познакомились в первые же дни учебы в аспирантуре Иллинойского университета в августе 2004 года. Они пересеклись на квалификационном экзамене и поняли, что оба новички на физическом факультете, Инь из Китая и Архипов из России. Архипов, увлеченный нейробиологией, присоединился к группе, поскольку он узнал о прошлых работах Шультена в области нейробиологии, а затем увлекся идеей вычислительной биофизики, над которой Шультен в настоящее время работал. Инь начала работать в лаборатории физики высоких энергий, но поняла, что хочет заниматься чем-то связанным с жизнью, и Архипов предложил ей присоединиться к группе Шультена.

Сравнение полноатомного представления по сравнению с крупнозернистым на одном белке BAR-доменаСравнение полноатомного представления по сравнению с крупнозернистым на одном белке BAR-домена

У Архипова было много разнообразных проектов в группе Шультена, и над одним из них он работал вместе с аспирантом Питером Фреддолино, а именно над реализацией крупнозернистой молекулярной динамики в NAMD. В этом методе группы атомов объединялись в эдакие "бусинки". Например, одна бусина может представлять 10 атомов. Хотя это может означать некоторую потерю мельчайших атомных деталей, это, по существу, равносильно возможности управлять молекулярной динамикой в чрезвычайно больших системах и в течение чрезвычайно длительного времени. Архипов занимался двумя видами крупнозернистой молекулярной динамики, одна из которых была основана на остатках, а другая на форме. Первый имеет разрешение одного остатка (около 10 атомов на шарик), а второй использует группу шариков для представления целого белка (около 150 атомов на шарик).

Архипов фактически использовал крупнозернистую молекулярную динамику на вирусных капсидах в качестве приложения метода. Также в это время аспирантка Эми Ши использовала крупнозернистую молекулярную динамику для упомянутой выше системы нанодисков. "Поскольку Инь работала над BAR-доменами, я, конечно, обсуждал это с ней просто из любопытства", рассказывает Архипов. "И мы вместе решили, что это может быть хорошим применением крупнозернистой динамики." Супруги рассказывают, что Шультен очень поддержал их предложение о сотрудничестве. К слову, Шультен сотрудничает со своей женой, химиком, уже около сорока лет и понимает как выгоды, так и потенциальные профессиональные опасности сотрудничества мужа и жены в науке. Инь и Архипов поженились в 2008 году.

Кривизна мембраны создается несколькими BAR-доменамиКривизна мембраны создается несколькими BAR-доменами

В первой работе Инь и Архипов поместили один доменный белок, который имеет форму более или менее похожую на банан, на участок мембраны и наблюдали, как молекулярная динамика показала, что мембрана рядом с белком изгибается, чтобы соответствовать кривой серповидного белка. На следующем шаге, они поместили шесть BAR-белков в линию на участке мембраны. Единственная причина, по которой они могли просто попытаться совершить такой подвиг, была новая крупнозернистая функция NAMD. Без упрощенного представления этот финт потребовал бы обсчитать несколько миллионов атомов, что не позволило бы моделировать достаточно долго, чтобы увидеть, согнули ли шесть белков мембрану. Когда шесть стержневых белков образовали волнистую форму, они попытались сложить шесть белков в виде решетки. Вуаля! Они наткнулись на конфигурацию, которая произвела красивую кривизну. Это была решетка из BAR-белков.

Шультен рассказывает, что, когда они попытались опубликовать свои результаты с решеткой BAR-доменов, у них возникли проблемы. Эксперты отмечали, что для клеток не характерны высокие концентрации BAR-белков, поэтому моделирование казалось нереалистичным. "Но потом кому-то удалось сделать электронные микрофотографии мембран вместе с BAR-доменами", отмечает Шультен. "А потом они увидели, что те образуют именно ту решетку, о которой мы говорили!" Так что теперь казалось вероятным, что многие BAR-домены работали вместе, чтобы лепить мембраны. Вскоре после этого работа была принята.

В качестве грандиозного финала Шультен, Инь и Архипов решили действительно проверить новый метод крупнозернистую молекулярную динамику, и посмотреть, смогут ли они сформировать трубку из плоского участка мембраны. "Психологически, и просто как демонстрация силы метода, ничто не может быть лучше, чем фактически показать формирование трубки целиком", отмечает Архипов. Поэтому Инь поместила сеть из N-BAR-белков на кусок мембраны в 200 нанометров в квадрате, передала свою работу суперкомпьютеру и стала ждать. И ждала она почти 200 дней. Однако Инь рассказывает, что она проверяла прогресс несколько раз в день и часто видела одно и то же изо дня в день трубка не закручивалась. Шультен велел ей набраться терпения. И вот однажды образовалась идеально закрытая трубка! Все трое ученых были в восторге. Крупнозернистая молекулярная динамика могла дать масштабный обзор процесса лепки мембраны. Как подытоживает Архипов: "Я был очень рад видеть это, потому что изобрести метод легко, но сделать его полезным сложнее."

Шультен продолжает свою работу с BAR-доменами и по сей день. В настоящее время его аспирант Ханг Юй работает над F-BAR. Вдохновленные полученным в 2008 году криоэлектронным микроскопическим изображением решетки F-BAR-доменов на трубке, Юй и Шультен приступили к ответу на ряд вопросов, к примеру: как работает F-BAR-домен в клетке, лепит ли он мембрану подобно N-BAR-белкам? Почему клетка использует такую специфическую концентрацию F-BAR-доменов?

Юй решил посмотреть, как F-BAR-домен изгибает кусок мембраны. Когда он запустил свою симуляцию, ничего не произошло, мембрана просто осталась плоской. Он провел несколько симуляций и так ничего и не увидел. Но он использовал те же времена, что и его предшественники, Инь и Архипов. Юй, наконец, решил позволить моделированию работать очень долго, и, о чудо, он наконец увидел, как F-BAR-домен изгибает мембрану. Юй обнаружил, что F-BAR-домены менее жестки, чем N-BAR-домены, но в то же время производят меньшую кривизну.

Затем Юй попытался найти, какая оптимальная плотность белков F-BAR-домена дает наибольшую кривизну. На кусочек мембраны размером 1000 квадратных нанометров он положил 5, 8, 10, либо 16 димеров. Он увидел, что расположение 10 димеров создает наилучшую кривизну на плоской мембране. Теперь Юй был вооружен особой решеткой, которая производит наибольшую кривизну. Он был готов посмотреть, будут ли F-BAR-домены производить трубочку из плоского куска мембраны. Юй сообщает, что он и Шультен были в восторге, когда увидели, что трубка полностью сформирована.

Решетка из BAR-доменов сминает мембрану в трубкуРешетка из BAR-доменов сминает мембрану в трубку

Во всех работах по BAR-доменам Шультен утверждает, что то, что на самом деле создает кривизну мембраны, называется механизмом строительных лесов. В этом механизме есть положительно заряженные остатки на нижней стороне банановидного BAR-домена, которые притягивают отрицательные липидные головки. Это притяжение смещает липиды к BAR области и таким образом искривляет мембрану. Но многие все еще не определилось с механизмом лепки, поскольку некоторые исследователи предпочитают другой метод, называемый механизмом вставки. В этом механизме остатки BAR-домена фактически вставляются в мембрану и зажимают ее, заставляя изгибаться. Шультен признает, что иногда в клетке некоторые белки могут использовать механизм вставки для изгиба мембран. "Потому что если заглянуть в клетку, поясняет Шультен, то можно увидеть очень много разных форм. Я имею в виду так много, что вы никогда бы не подумали, что все они появляются в с применением только одного трюка."

Понимание нервной системы

Когда примерно в 2005 году Клаус Шультен услышал, что была получена структура калиевого канала, он был заинтригован, поскольку это косвенно было связано с его многолетними исследованиями мозга. В то время как калиевые каналы были модной темой, Шультен был мотивирован своим давним увлечением исследованиями мозга. А калиевые каналы играют ключевую роль в функционировании нервной системы.

Нервная система у животных это основной способ реагирования на внешний мир. Нервные клетки реагируют на раздражители и затем передают эту информацию от нейрона к нейрону, вниз по длинным аксонам. Электричество, или поток зарядов, является ключом к этой передаче, но в отличие от электроники, электричество мозга переносится не движением электронов по проводам, а градиентом ионов калия и натрия.

Но как срабатывает нервная клетка? По сути, внутри нее постоянно поддерживается небольшое отрицательное напряжение (она действует как своего рода батарея). В клетках человека внутри содержится избыток ионов калия, а жидкость, омывающая мембрану снаружи, содержит избыток ионов натрия. Когда раздражитель (звук, прикосновение, свет и т. д.) достигает клеток в органе чувств, он преобразуется в электрический сигнал, который достигает, за один шаг или после нескольких шагов, нейронов, направляющихся к мозгу. В этих нейронах натриевые каналы в мембране клетки открываются, и ионы натрия втекают внутрь. В конце концов, когда напряжение достигает определенного значения, это приводит к тому, что открывается множество других натриевых каналов, и в конечном итоге внутри клетки достигается пороговое (положительное) напряжение. Примерно через миллисекунду, возникает потенциал действия положительное напряжение. Натриевые каналы теперь закрываются. Затем открываются калиевые каналы, и ионы калия покидают клетку, возвращая клетку к более отрицательному напряжению. Следовательно, клетка перешагивает свой порог активации и восстанавливается до своего небольшого отрицательного потенциала покоя, накачивая калий и натрий соответственно. Таким образом, этот перенос ионов происходит через мембрану и передается вниз по мембране аксона нервной клетки для передачи сигнала. И все это электрохимическое поведение основано на натриевых и калиевых каналах. Имея под рукой оцифровку калиевого канала, Клаус Шультен понял, что может исследовать ключевой элемент нейрона с точки зрения физики.

Примерно в то же время, у него также появился новый ученик, Фатима Халили-Арагхи, которая взялась изучать эту тему. Первоначально заинтересовавшись физикой высоких энергий, при поступлении в аспирантуру она вскоре поняла, что физика в группе Шультена была такой же увлекательной, как и в теории струн. Она немедленно начала исследовать калиевые каналы. Ученые знали, что это канал, и он открывается и закрывается (эффект стробирования) в зависимости от изменения напряжения. "Когда я начала изучать литературу, я поняла, что мы не знаем, как они чувствуют напряжение. Мы не знали, что происходит внутри", вспоминает Халили-Арагхи. Ее задача состояла в том, чтобы узнать больше и прояснить механизм.

Калиевый канал встроенный в мембрану активируется при возникновении напряженияКалиевый канал встроенный в мембрану активируется при возникновении напряжения

Она и Шультен впервые попытались понять проникновение ионов калия через поры. В белке есть пять аминокислот, которые образуют самый узкий сегмент канала и которые не пропускают ничего, кроме калия, поэтому он известен как селективный фильтр. Многое было постулировано о том, как ионы проходят через селективный фильтр, и одна идея заключалась в том, что калий не течет непрерывно. Когда Халили-Арагхи начала имитировать калий идущий потоком, канал не проводил. Это было странно, потому что кристаллическая структура полученная экспериментаторами, предположительно, находилась в открытом состоянии. Было перепробовано множество попыток, прежде чем пришло понимание, что происходит "инактивация" фильтра это было нечто, что происходило спонтанно и препятствовало проводимости. В конце концов Халили-Арагхи поняла, что некоторые карбонатные группы в фильтре ответственны за непроводимость, и после многих попыток она ограничила их, после чего канал начал пропускать ионы. И, наконец, она и Шультен подтвердили, что проникновение ионов калия происходит по цепочному механизму похожему на перебор четок; в канале есть два иона калия, а затем входит третий, он остается там, но выталкивает нижний калий вниз через остальную часть канала. Хотя это подтверждение было опубликовано в Biophysical Letters, Халили-Арагхи говорит, что трудности моделирования проводимости были даже не самой сложной частью проекта.

Как-то она была на собрании Биофизического общества и завела разговор с ученым из лаборатории Бенуа Ру в Чикаго. Ру биофизик, который также изучал калиевые каналы. Халили-Арагхи узнал, что соавтор Ру, Владимир Яров, построил модель замкнутой структуры калиевого канала, закрытого напряжением. Это вскоре стало ценным для Халили-Арагхи, и вскоре они с Шультеном начали сотрудничать с лабораторией Ру. В то время как мембранные белки традиционно трудно кристаллизовать, еще труднее кристаллизовать ионный канал в состоянии, которое существует только при приложении определенного напряжения, чтобы держать его закрытым ибо это состояние должно происходить внутри мембраны. Но модель замкнутого состояния от Ярова не была похожа на первозданную кристаллографическую структуру. Халили-Арагхи пришлось потратить много времени на усовершенствование структуры, пока она не достигла стабильного закрытого состояния.

На этом работа не закончилась. "У нас было закрытое и открытое состояния, и мы должны были как-то проверить их, что закрытое состояние это действительно закрытое состояние", резюмирует она. Затем последовали серьезные вычисления расчет стробирующих зарядов. Когда канал переходит из открытого состояния в закрытое, некоторые заряженные остатки перемещаются, и эти движения могут быть количественно оценены в экспериментах. Хотя Халили-Арагхи могла точно воспроизвести эти экспериментальные измерения, сказать, что моделирование требовало огромного компьютерного времени, было бы преуменьшением. "В тот момент я думаю, что количество компьютерного времени, которое мы использовали для этого проекта, было, вероятно, сопоставимо суммарному затраченному времени на все другие проекты", говорит Халили-Арагхи. Но усилия того стоили, потому что они получили очень близкое совпадение с экспериментальными стробирующими зарядами. Халили-Арагхи провела еще много вычислений, чтобы проверить и улучшить закрытое состояние. В конце концов они обнаружили структуру, которая имела область сужения с отрицательно заряженными остатками. "Таким образом, все становилось на свои места, снова указывая на то, что наше закрытое состояние, вероятно, чем-то похоже на реальное закрытое состояние, обнаруженное в клеточной мембране нейрона", утверждает она. "Это, вероятно, самое близкое, что мы можем получить, я имею в виду, пока мы не увидим это с помощью кристаллографии или любого другого метода."

Итак, что же в конце концов обнаружило длительное моделирование нейронного калиевого канала? Фактически был получен ответ на важнейший вопрос, касающийся фундаментального свойства нейронной передачи сигналов. Она происходит через зависимость от напряжения проводимости ионов натрия и калия через мембрану нервной клетки в атональной области нервных клеток. В случае как натриевых, так и калиевых каналов проводимость реализуется центральной порой, которая с высокой специфичностью различает ионы натрия или калия. Эта пора окружена четырьмя так называемыми вентилями напряжения, которые контролируют проводимость центральной поры с целью измерения напряжения на нейронной мембране. По мере того как ионы проводятся, напряжение действительно изменяется, и соответственно изменяется проводимость. В результате ионная проводимость нелинейна по отношению к напряжению, и нелинейность формирует нервные сигналы.

Тетрамерная структура калиевого каналаТетрамерная структура калиевого канала

Этот математически интересный способ управления нервными сигналами был открыт в 1950-х годах Ходжкином и Хаксли задолго до того, как стали известны какие-либо молекулярные подробности об ионных каналах в нейронной мембране. Ходжкин и Хаксли были удостоены в 1963 году Нобелевской премии по физиологии и медицине. Самое удивительное, что математическая форма уравнений Ходжкина-Хаксли напоминает недавно обнаруженную структуру ионных каналов, ясно указывая, что ионные каналы должны иметь четыре вентиля напряжения. До тех пор, пока Шультен не увлекся калиевыми каналами, оставалось загадкой, каким образом вентили напряжения улавливают слабые изменения напряжения, происходящие на нейронной мембране. Моделирование Халили-Арагхи и Шультена показало в случае калиевого канала, что изменение напряжения локализуется на удивительно коротком расстоянии в затворе, так что, хотя это изменение невелико, возникающая сила (которая зависит от времени изменения напряжения заряда иона и расстояния) достаточно высока, чтобы произвести сильный эффект. Физика включает в себя перераспределение высоко поляризуемых молекул воды и изменение обычной альфа-спирали белка в так называемую спираль 3-10. Эволюция открыла здесь электронное наноустройство, подобное транзистору, которое делает возможными нейронные сигналы и, следовательно, нейронные вычисления. В настоящее время группа Шультена расширяет исследования Халили-Арагхи на натриевый канал, который является более сложным по своему устройству. Шультен уверен, что вскоре он завершит мост между структурой и динамикой нейронных ионных каналов, с одной стороны, и математической феноменологией Ходжкина и Хаксли, с другой.

Грандиозный финал: серия взаимосвязанных процессов

Мы сотканы из ткани наших снов Шекспир, Буря

Две мечты Клауса Шультена определили его цели на протяжении последних сорока пяти лет научной жизни. В детстве он был очарован АТФ, и он никогда не забывал это раннее очарование универсальной валютой живой клетки. В том же духе он хотел изучить ключевой мембранный белок, реакционный центр, чтобы объяснить фотосинтез, и его возмутительный план построить свой собственный суперкомпьютер в 1980-х годах направил его на путь становления вычислительным биологом. Итак, спустя четыре десятилетия удовлетворен ли Шультен своим личным пониманием АТФ или фотосинтеза? Он подобрался очень близко. И чтобы представить кульминацию жизненного призвания, он счел необходимым осветить ряд процессов фотосинтеза, которые начинаются с поглощения солнечного света и заканчиваются выработкой АТФ. "И дело в том, что то, что я хотел сделать с помощью науки, я мог сделать только через фильм", резюмирует Шультен. Но это не голливудская постановка. Каждый отдельный атом правильно учтен, и все процессы были тщательно демистифицированы на протяжении многих лет многими, многими учеными, включая различных исследователей из группы Шультена. Никаких спецэффектов, только чистая наука. Этот ролик, предоставленный ниже, также затрагивает другую мечту Шультена, его желание описать, как несколько белков работают вместе в клетке, образуя сообщества биологической организации, что является сутью создания живой клетки. И этот фильм основан на мембранной системе, хроматофоре фиолетовых бактерий.

Хроматофор это автономная единица в фиолетовой бактерии, которая действует как биологическая машина, производя АТФ под действием солнечного света. На самом деле ее называют псевдо-органеллой, поскольку она встречается у прокариот. В принципе, он выполняет автономную функцию сам по себе, и хотя он действует только в контексте клетки, он имеет такие размеры, что теперь можно моделировать эту "органеллу" во всей ее полноте, и тем самым это приближает Шультена к цели изучения целой клетки. Хотя существует много различных форм хроматофоров, один из них, показанный в видео, имеет сферическую форму, около 60 нанометров в диаметре и содержит более 100 белков, встроенных в сферическую мембрану. Внутри хроматофора происходит ряд процессов между взаимодействующими белками. "Они работают, как швейцарские часы, где маленькие колесики и шестеренки приводят друг друга в движение", поясняет Шультен. "И именно этот часовой механизм процессов действительно заставляет систему делать то, что она делает." В то время как ученые в течение десятилетия рассматривали отдельные процессы, выполняемые отдельными белками, целью фильма Шультена было показать последовательность процессов, которые приводят к созданию АТФ из солнечного света, и проиллюстрировать взаимосвязь всех процессов.

Сферический хроматофор с пятью различными типами белков различных цветов. Он функционирует в серии взаимосвязанных процессовСферический хроматофор с пятью различными типами белков различных цветов. Он функционирует в серии взаимосвязанных процессов

Но как Шультен прошел путь от увлечения реакционным центром (одним из пяти типов белков, встроенных в хроматофор) до понимания всех типов белков, составляющих хроматофор? Как только структура реакционного центра была получена в 1985 году Гартмутом Мишелем, Шультен немедленно приступил к вычислениям этого мембранного белка, лежащего в основе фотосинтеза. И тогда он взялся за рискованный проект. Однажды вечером в Урбане в 1995 году на вечеринке Шультен и Мишель начали обсуждать смелый план по определению структуры светосборочного белка. В то время как реакционный центр имеет решающее значение для фотосинтеза, существует ряд белков, собирающих свет (показаны красным и зеленым на изображении), которые фактически направляют энергию в реакционный центр, где она затем преобразуется в перенос электронов. Белки собирающие свет, в основном действуют как вспомогательные антенны, чтобы поглощать больше доступного света для использования хроматофором. Пакт Шультена с Гартмутом Мишелем был на самом деле сумасшедшим, потому что Шультен не был экспертом в структурной биологии, а кристаллографические данные Гартмута упускали ключевую часть информации (фазовые углы). Но Шультен вместе с бесстрашным постдоком Сиче Ху фактически использовал вычисления, чтобы в конечном итоге выяснить структуру белка, называемого светосборочным комплексом. Таким образом, Шультен начал расширять свои знания о белковых компонентах хроматофора.

Моделирование LHC II (light harvesting complex) привело к тому, что Шультен называет своим самым большим успехом в области исследований мембранных белков, над которыми он работал с начала 1990-х годов. В тот момент Шультен снял фуражку структурного биолога и надел шляпу квантового физика. С выдающимся дуэтом аспирантов, Торстеном Ритцем и Анной Дамьянович, а также Сиче Ху, команда разгадала, как каротиноиды и хлорофиллы, составляющие светосборный комплекс II, функционируют как единое целое и используют квантовую физику для достижения эффективного поглощения фотонов и передачи энергии в реакционный центр. С одной стороны, Шультен был биофизиком, который занимался моделированием белков. "С другой стороны, я был физиком-теоретиком, который хорошо знал квантовую физику, и поэтому в тот момент, внезапно эта моя вторая половина мозга проснулась. И это было, я думаю, самое замечательное, что случилось со мной."

Таким образом, первоначально Шультен был очарован реакционным центром, а затем в середине 1990-х годов он начал работать над двумя типами вспомогательных белков, которые направляют энергию в реакционный центр. Кроме того, примерно в 2005 году Шультен начал амбициозный проект с постдоком Мелихом Сенером, чтобы собрать воедино все экспериментальные данные за последние десятилетия и фактически смоделировать полный хроматофор, вплоть до каждого последнего атома. Эта работа стала возможной в значительной степени благодаря сотруднику Шультена в Шеффилде, Нилу Хантеру. Было бы невозможно проиллюстрировать все взаимосвязанные процессы в хроматофоре до тех пор, пока не будет реализована его полная структура.

В хроматофоре есть пять ключевых белков-игроков. Первые два (светосборочные комплексы I и II) действуют как антенны, а третий белок, реакционный центр, преобразует собранную энергию в перенос электронов. Таким образом, остаются два типа белков, необходимых для окончательного превращения солнечного света в АТФ. Эти два комплекса называются bc1-комплексом и АТФ-синтазой. После того, как свет попадает на антенны хроматофора, он поступает в реакционный центр, который использует эту энергию, чтобы протолкнуть электрон вниз по цепи. Затем специальная молекула (хинон) активируется двумя электронами и двумя протонами (становится хинолом) и проплывает через маслянистую мембрану к bc1-комплексу. Затем bc1 перекачивает протоны хинола с внешней стороны сферического хроматофора внутрь. И тогда хорошо известная АТФ-синтаза использует протонный градиент, чтобы стимулировать производство АТФ. (Для полноты картины, здесь задействован шестой белок цитохром, который переносит электроны от bc1 обратно к реакционному центру.)

Группа Шультена должна была использовать инструменты квантовой химии для описания сложных реакций переноса электронов и протонов, которые происходят в bc1-комплексе, усилия, возглавляемые совсем недавно аспиранткой Анджелой Барраган. Она провела очень тщательные крупномасштабные квантово-химические расчеты, чтобы точно определить, что на самом деле происходит в процессе создания протонного градиента.

Как и следовало ожидать, работа группы Шультена над АТФ-синтазой дорога его сердцу. Ему потребовалось много лет, чтобы достичь подходящего понимания этого мембранного белка. Поначалу все шло медленно, поскольку первоначальные структуры не были достаточно полными, чтобы Шультен мог полностью погрузиться в объяснение его внутренней работы. "Поэтому тогда я был очень осторожен и опубликовал только то немногое, что понял", рассказывает Шультен о своей многолетней работе над АТФ-синтазой. "И сегодня я, наконец, думаю, что у меня все получилось." Причина, по которой Шультен считает, что он, наконец, может объяснить АТФ-синтазу и ее функцию, затрагивает тему его фильма о хроматофоре в целом: совместная работа всех взаимосвязанных частей. АТФ-синтаза содержит шесть белков. Только сегодня, благодаря работе, недавно выполненной фантастическим постдоком Абхи Сингхарой, Шультен может описать сложность системы, а именно, как шесть белков работают вместе, чтобы преобразовать протонный градиент в крутящий момент, а затем в настоящую АТФ. Хотя он все еще проверяет некоторые шаги, используемые АТФ-синтазой, он находится в пределах досягаемости своих детских мечт об АТФ.

YouTube аналог

Фильм "Хроматофор", таким образом, заключает в себе множество тем, которые извивались в мозгу Шультена в течение последних пятидесяти лет. Он с детства хотел исследовать молекулы жизни, особенно важнейшую АТФ. Поэтому он принял решение изучать молекулярную физику в аспирантуре Гарварда дисциплину, которую все его друзья считали скучной и недостойной внимания. Во время своей первой работы он был знаком с областью фотосинтеза, но мог проводить только ограниченные исследования на эту тему, поскольку не было намеков, что важнейшие мембранные белки, лежащие в основе фотосинтеза, будут когда-либо оцифрованны. В Мюнхене в 1980-х годах Шультен имел место в первом ряду для получения структуры первого мембранного белка, реакционного центра. Но реакционный центр имел и другой глубокий эффект, поскольку он подтолкнул Шультена к использованию компьютера в качестве инструмента, который, если его отточить, может стать бесценным для биологии. И, наконец, он всегда настаивал на моделировании все больших и больших структур с явной целью описания биологической организации, что переводится в рассмотрение того, как взаимодействуют кластеры из сотен или даже тысяч белков. И у него были программные средства, которые он разработал для вычислительной биологии, VMD и NAMD, и с помощью этих самых инструментов он был способен сделать фильм про хроматофор, который требовал моделирования и анализа огромного числа атомов (около 100 миллионов). Имея все это в виду, Шультен утверждает, что: "Идея о фильме напрашивалась сама собой."

Фильм "Хроматофор" является подходящим завершением этой истории о мембранных белках. С богатым набором мембранных белков, которые Шультен и его группа уже демистифицировали, удивительно, что Шультену пришлось ждать почти тридцать лет, пока он смог смоделировать белок и мембрану вместе. Правда, его путь не всегда был легким, но Шультен смотрел вперед и не зацикливался на невзгодах. Его успехи в этой области идут рука об руку с достижениями в области вычислительных инструментов, которые разрабатывает его группа. На самом деле, с помощью компьютера Шультен неплохо зарабатывал себе на жизнь, хотя получение структур мембранных белков с помощью кристаллографии все еще происходит довольно медленно. Хотя роль вычислительного биолога иногда недооценивается, Шультен любит свое жизненное призвание. "Итак, теперь я разбираюсь в живых системах с помощью своего математического ума, и я очень, очень доволен этим".


Статья была написана в 2014 г. Через год хроматофор (100 миллионов атомов) промоделировали на суперкомпьютере "Титан". В октябре 2016-го Клаусс Шультен умер в возрасте 69 лет, но его дело продолжается его учениками из Theoretical and Computational Biophysics Group.

Материалы для дальнейшего погружения: подборки видео (раз, два, три, четыре) и более академичный обзор моделирования клеточных мембран (с сопутствующими семью сотнями ссылок), а также обзоры подходов к цельноклеточному моделированию (раз, два, три +статья 70-го года (для сравнения) с вставками на фортране).

Подробнее..

Красивая теорема, которую Блез Паскаль доказал в 16 лет

24.05.2021 08:13:54 | Автор: admin

Блез Паскаль - один из основателей математического анализа, блестящий физик и философ. С ранних лет он проявлял недюжинные способности во всех областях науки и техники, за которые брался его пытливый ум. Например, в возрасте 8 лет Блез, даже не зная толком названий геометрических фигур (окружность он называл "колечком", а прямую - "палочкой"), доказал 32-ю теорему Евклида о сумме углов треугольника.

Неудивительно, что в 16-летнем возрасте юный гений стал доказывать уже свои теоремы. С одной из таких теорем я бы хотел Вас познакомить. Доказательство теоремы не тривиально (доказательство дял жаждущих), поэтому я просто хочу показать каждому красоту геометрии. Начнем с простого предварительного построения:

На рисунке выше изображена одна из классических теорем проективной геометрии - теорема Паппа, названная в честь Паппа Александрийского - математика позднего эллинизмаНа рисунке выше изображена одна из классических теорем проективной геометрии - теорема Паппа, названная в честь Паппа Александрийского - математика позднего эллинизма

Мы взяли две непараллельные прямые, отметили три пары точек (произвольных в известной степени), а затем соединили каждую точку с её противоположными собратьями. О чудо! Все три точки пересечения лежат на одной прямой! Паскаль пошел дальше своего предшественника: "А что, если попробовать сделать то же самое с окружностью?"

Да в целом получилось то же самое!Да в целом получилось то же самое!

А что, если пойти дальше? Ведь окружность - это частный случай эллипса, который, в свою очередь, является одним из трех главных типов т.н. конических сечений:

К коническим сечениям относятся: парабола, эллипс и гипербола + три вырожденных случая - точка, прямая и пара прямых. Именно такую форму принимает пересечение плоскости с поверхностью кругового конуса. Как Вы уже догадываетесь, для параболы результат оказался таким же:

Такого рода построения позволили сформулировать 16-летнему мальчику первую из теорем, названных его именем:

"Если шестиугольник вписан в коническое сечение, то точки пересечения трех пар противоположных сторон лежат на одной прямой".

Современники настолько были поражены теоремой Паскаля, что на латинице она известна как "Hexagrammum Misticum":

 Шестиугольник AECFBD вписан в эллипс. Прямая, проходящая через точки G,H,K называется прямой Паскаля. Шестиугольник AECFBD вписан в эллипс. Прямая, проходящая через точки G,H,K называется прямой Паскаля.

Информация об этой теореме вместе с более чем (!!!) 400 следствиями вошла в "Полный труд о конических сечениях", написанный Паскалем в 31 год. Восхищения этой уникальной рукописью уже после смерти гения не скрывал сам Готфрид Лейбниц, но, к сожалению, работа была утеряна племянником Паскаля и так и не была опубликована.

Хотя имеется множество вариантов доказательства теоремы Паскаля, историкам математики не известно, как она была доказана в первоисточнике, хотя многие и сходятся к использованию теоремы Менелая.

Подробнее..

Прыгни со скалы! взлеты и падения легендарного геймдизайнера Уоррена Спектора

02.06.2021 10:16:01 | Автор: admin
image

Будь у игровой индустрии зал славы, почетное место там занял бы Уоррен Спектор. Человек-легенда, визионер, автор культовых Deus Ex и System Shock, основоположник жанра immersive sim, давший игрокам неслыханную свободу выбора. Кажется, что с таким авторитетом и признанием открываются все двери и любая идея находит поддержку. Но, увы, не всё так просто, и биография Спектора тому подтверждение: много раз он прыгал со скалы, пытаясь сделать игру своей мечты, и почти всегда сталкивался с неразрешимыми проблемами и непониманием инвесторов. Давайте вместе с журналистом Джейсоном Шрайером проследим тернистый творческий путь легенды геймдева.

От настолок к созданию Deus Ex


С самого детства Уоррен был одержим созданием интерактивных историй. Он рано увлекся настольными ролевыми играми, а когда переехал в 22 года в Остин (штат Техас), присоединился к компании приятелей, регулярно играющих в Dungeons & Dragons. Любопытный факт одна из игровых сессий продлилась 10 лет, а гейм-мастером был будущий корифей жанра киберпанк Брюс Стерлинг. В Техасском университете Спектор изучал кинематограф, писал диссертацию и преподавал, чтобы было чем оплачивать счета, пока в один прекрасный день его не уволили. Спустя некоторое время друг пригласил его поработать редактором настолок в компанию Steve Jackson Games. Скромная зарплата Уоррена не смущала: тогда, по его словам, он был геймером-любителем, и такая работа давала возможность создавать собственные игровые системы и кампании.
image

Через три года, в 1986 г., ему позвонили из TSR Inc. висконсинской фирмы, стоявшей за созданием D&D, и предложили должность редактора: событие, сопоставимое приглашению в NBA студента, играющего за баскетбольную команду родного колледжа. Тем не менее, долго он там не задержался: сказывался не только суровый северный климат, но и однообразная работа, которая быстро наскучила Спектору. Вскоре он вернулся в Техас, чтобы присоединиться к недавно созданной Origin Systems, которую основал знаменитый Ричард Гэрриот.
image
Ultima

Благодаря успеху игры Ultima (к 1989 г. вышло уже несколько продолжений) и на волне бума видеоигровой индустрии, студия быстро расширялась. Работа в Origin научила Спектора ремеслу продюсера руководить командами дизайнеров, управлять проектами и делать, казалось бы, невозможные вещи: объединять упрямых талантливых людей единым творческим видением. Вместе с Гэрриотом Спектор работал над Ultima VI, помогая создавать детально проработанную историю об орде горгулий (где они применили новаторский для того времени прием, наделив антагонистов сложными мотивами действий), а вместе с Крисом Робертсом над известным космическим симулятором Wing Commander. Бизнес-модель у меня была следующая, вспоминает Спектор. Я запускал четыре проекта (два внешних и два внутренних) и каждый год два наименее успешных закрывал, призывая всех сотрудников работать так, чтобы именно их проект оказался в числе лучших.

image
System Shock

В эти же годы началась дружба Спектора и Пола Нейрата, главы кембриджской студии Looking Glass, сотрудничавшей с Origin. Вместе с Looking Glass были выпущены Ultima Underworld и System Shock игры разные по сеттингу, но близкие по геймдизайну, построенному на принципах Dungeons & Dragons. Обе они помогли сформироваться тому жанру, что сегодня часто называют immersive sim (букв. симулятор погружения). Речь об играх, которые дают игроку инструменты для решения игровых задач различными способами, множеством вариантом, в отличие от тех же стандартных экшн-шутеров, которые в процессе прохождения будет требовать только одного уничтожить противника. Дать игроку ощущение неограниченных возможностей и свободы выбора для индустрии начала 1990-ых это был фундаментальный сдвиг парадигмы.

image
Пол Нейрат

Увы, несмотря на новаторский геймдизайн, у Origin возникли проблемы с финансированием, и в 1992 г. Гэрриот продал компанию крупному издателю Electronic Arts (EA). Поначалу всё шло отлично: менеджеры EA дали Спектору большой бюджет и свободу в творчестве, однако ожидаемой отдачи не было. Затраты у команды Уоррена были большими, счет проектов в работе шел на десятки, но успешных, по меркам EA, среди них так и не оказалось. Начался прессинг: руководство издателя зачастило в Остин, а в адрес Спектора посыпались упреки в неэффективном управлении. EA заявляли, что их главный приоритет увеличение прибыли акционеров, а с теми продуктами и жанрами, которые культивирует Уоррен, добиться серьезного роста невозможно. В пример ставили коллегу Криса Робертса, чей Wing Commander стал чрезвычайно успешен как коммерческий продукт, в то время как проекты Спектора, хоть и высоко оценивались критиками и сообществом, приносили очень маленькую прибыль.

image
Джон Ромеро

На фоне всего этого оставалось только уволиться из Origin. После разговора с Нейратом, в 1996 г. Спектор открыл в Остине офис студии Looking Glass и начал работу над новым проектом научно-фантастической многопользовательской игрой Junction Point. Но и тут не ждал успех: не получив инвестиций, студия закрылась через несколько месяцев, а игра в итоге осталась на стадии проекта. В поисках финансирования, Спектор чуть было не подписал контракт на разработку РПГ по серии Command & Conquer (C&C), но тут в дело вмешался легендарный Джон Ромеро. Разругавшись с коллегами из id Software, автор Doom создал собственную студию под названием Ion Storm и вот теперь предлагал Уоррену вместо сделки по C&C поработать на него. Да еще и на шикарных условиях: Неограниченный бюджет на разработку и больший маркетинговый бюджет, чем когда-либо. Мне предложили сделать игру моей мечты, без какого-либо вмешательства. Какой дурак от такого откажется?, вспоминает Спектор.

image
Результатом стала Deus Ex уникальная смесь жанров и воплощение идеи immersive sim, в котором все препятствия игрок мог преодолевать совершенно разными способами. Как позже писал Спектор, цель была в том, чтобы сделать игру о самовыражении игрока, а не о том, насколько умны мы сами дизайнеры, программисты и рассказчики. Игра вышла в июне 2000 года и стала не только феноменом, новой страницей в истории индустрии, но и коммерческим успехом (было продано более миллиона копий).

Однако вскоре Спектору снова повезло: из независимой компании Ion Storm превратился в подразделение крупного издателя Eidos. Несмотря на успех Deus Ex, на активную работу над продолжением (Deus Ex: Invisible War) и над новой игрой из серии Thief, менеджеры и маркетологи издателя третировали Спектора и его подход к геймдизайну. В частности, запретили разрабатывать игру про Дикий Запад, аргументируя отказ тем, что эта тема никогда не принесет больших денег (что позже успешно опровергли Rockstar с серией Red Dead Redemption). Дошло до того, что боссы попросили его не употреблять слово история в дискуссиях о видеоиграх.

Индустрия игр построена на конфликте между двумя фракциями творческими людьми, пытающимися создать создать произведение искусства, и коммерсантами, которым нужно получить прибыль. И этот конфликт основная причина большинства проблем индустрии видеоигр.


Спектор работал, не задумываясь о требованиях прибыльности и оптимизации затрат: Я никогда в жизни, ни в одном своем проекте не составлял бюджет и расписание. И всегда спрашиваю в этом случае: можете ли вы назвать хоть одну по-настоящему замечательную игру, которая была выпущена в срок и в рамках бюджета? В глазах издателя эта позиция выглядела безответственно, и неудивительно, что в 2004 г. Спектор покинул Ion Storm (а в 2005 г. студия была закрыта).

Что же дальше? Куда податься почти 50-летнему геймдизайнеру в индустрии, где, кажется, правят бал двадцатилетние? На каждый проект уходит по 2-3 года, большая часть в итоге не доходит до релиза, сколько проектов он сумеет завершить?

Прыгни со скалы! Прыгни со скалы!


Возможно, именно эти слова супруги Спектора Кэролайн заставили его набраться храбрости и открыть собственную студию, названную Junction Point (в честь отмененной игры). К поиску заказчиков и инвесторов Уоррен привлек своего приятеля Шеймуса Блэкли, интеллектуала с хорошими связями в индустрии. На тот момент Блэкли как раз работал в качестве агента, помогающего привлекать финансирование и успевшего поработать с Тимом Шафером (Psychonauts, Grim Fandango) и Лорном Лэннингом (Oddworld). Первой стала сделка на разработку фэнтэзийной RPG под названием Sleeping Giants для компании Majesco, однако та отменила игру год спустя. Вторым проектом стал новый эпизод Half-Life 2, и его тоже через несколько месяцев отменили.

Трудно поверить, но команда опытнейших разработчиков во главе с легендой индустрии не могла найти финансирование на новый проект. Если бы эта ситуация возникла спустя несколько лет, то они вполне могли бы воспользоваться альтернативными способами, доступными инди-разработчикам: Kickstarter, самостоятельная дистрибуция, небольшие издатели. Но в середине 2000-ых таких возможностей еще не существовало. Единственным вариантом для Спектора были крупные издатели типа EA и Activision, но, похоже, никому из них творчество Спектора не было интересно

Это было похоже на конец карьеры. Прыгнув со скалы, можно легко разбиться о камни.

image

Спасение пришло оттуда, откуда никто не ожидал, из Disney. Перед игровым подразделением корпорации стояло две большие задачи: запустить собственное игровое подразделение (до этого лицензии на создание игр с персонажами отдавали другим компаниям) и разработать игру с Микки Маусом, который, хоть и был легендой анимации, но в играх серьезной популярности не имел. Игровое подразделение возглавил Грэм Хоппер, который нанял стажеров и поручил им делать игру о противостоянии Микки Мауса и кролика Освальда персонажа, которого Уолт Дисней создал на заре своей карьеры (глава студии Боб Айгер специально для этого случая выкупил права на Освальда у Universal). Прототип игры получился довольно впечатляющим, однако студийные боссы хотели, чтобы таким знаковым проектом занималась известная и крутая студия. Так состоялась встреча с Уорреном Спектором.

С одной стороны, для Спектора это было большой радостью: кто откажется работать над игрой о знаменитом на весь мир персонаже, да еще и за хорошую оплату (с учетом того, как тяжело было найти финансирование). Но с другой, было условие, которое шло вразрез со всем личным опытом: Disney настаивал на поглощении студии Junction Point. То, что раньше произошло с Origin и Ion Storm, ставших частью больших корпораций, теперь должно было случиться и с его собственной студией, и Спектор догадывался, чем это могло закончиться. Но другого выхода попросту не было за исключением Disney, денег никто не предлагал. Поэтому, после долгих обсуждений, размышлений и торгов, Спектор согласился на сделку.

На разработку игры ушло три года. Epic Mickey стал эксклюзивом для платформы Nintendo Wii, сочетавшим необычный способ управления (посредством контроллера Wiimote) с элементами immersive sim: каждый выбор игрока имел последствия, влияя на сюжет и диалоги. Не любивший укладываться в сроки и бюджет, Спектор часто конфликтовал с руководством Disney, несколько раз его чуть было не увольняли. Однако ему удалось продавить своё видение и график, и в конце 2010 года игра наконец вышла.

Продажи Epic Mickey оказались хорошими (1,3 млн копий за первый месяц), критикам и аудитории игра пришлась по душе. Проект почти окупился, что для консольного эксклюзива уже считалось успехом. Казалось, что победа одержана, всё замечательно и стоит ждать сиквела, но

Disney наносит ответный удар


image
Джон Плезантс

К концу нулевых игровая стратегия Disney кардинально изменилась. Виной тому была не только рецессия на глобальном рынке, но и стремительный рост популярности мобильных игр и игр на социальных площадках типа Facebook. Многие аналитики и вовсе всерьез считали, что игровые консоли скоро вымрут. За несколько месяцев до релиза Epic Mickey мышиный дом заключил сделку на 763 миллиона долларов с компанией Playdom, выпускавшей социальные игры. Руководителем Хоппера стал бывший босс Playdom Джон Плезантс, веривший в онлайн и, кажется, презиравший консольные игры, неудивительно, что Хоппер скоро уволился, тем самым оставив Спектора без защиты. С точки зрения Плезантса, корпеть годами над одной игрой, тем более сжигая деньги на сиквел для умирающих консолей, было крайне бессмысленно куда рациональнее было вкладываться в быстрые проекты, которые смогли бы приносить прибыль уже через год.

А Уоррен Спектор так не мог: для него три года были эталонным сроком создания игры. Вот и теперь, как когда-то в Origin, он разделил студию на команды, каждая из которых работала над своим проектом, и к концу 2010 года, уже через несколько месяцев, был готов прототип сиквела Epic Mickey, на который Спектор планировал потратить еще два-три года спокойной работы параллельно с разработкой новых игр.
Но сразу после рождественских каникул пришла директива: во-первых, никаких новых проектов. Во-вторых, Disney подсчитал, что окупиться продолжение Epic Mickey сможет, только если выйдет к осени 2012 года, и поэтому потребовал усилить штат студии и форсировать производство. Результатом стало не только то, что штат студии вырос до 200 человек (и это в то время, когда Disney закрывала целые студии!), но и снижение качества продукта: времени на поиск решений не хватало, а из-за притока новых людей возникали конфликты и недопонимания. Под давлением Disney разработчикам приходилось лезть в те области, в которых они были новичками, но корпорация настаивала на включение в игру популярных трендовых элементов, вплоть до вариантов с переходом на freemium-модель или превращения в MMORPG. Спектору это не улыбалось. Он всё меньше и меньше участвовал в разработке, предпочитая заниматься новыми прототипами и идеями.

image
В начале 2012 г. конфликт перешел в острую стадию. Во время обсуждения перспектив студии Плезантс и Спектор доспорились до того, что последний швырнул в оппонента указкой и ушел, хлопнув дверью. Ответной мерой стала директива по сокращению расходов часть сотрудников требовалось уволить, остальных загрузить сверхурочной работой. Спектор старался сохранить штат и оставить хотя бы 75 сотрудников (из 200), но ни один из его многочисленных планов спасения не поддержали. Всего лишь за пару лет Junction Point превратилась из флагманской студии Disney в бесправную жертву гонки за новыми трендами.

Epic Mickey 2 вышла 18 ноября и это оказалось провалом. Критики осуждали игру за скучный и однообразный игровой процесс и за непроработанность персонажей. Но главная беда продажи были удручающе низкими: по количеству проданных копий сиквел существенно уступал первой части, и это при том, что он уже не являлся эксклюзивом Wii, а был доступен на популярных платформах XBox и PlayStation. Это стало окончательным приговором для студии. И хотя Спектор никак не мог с этим смириться (он даже организовал мозговой штурм на тему создания мобильной игры), всё было кончено. 29 января 2013 г., через два месяца после предрелизных кранчей, Спектор собрал сотрудников в комнате отдыха и объявил, что студия закрывается. Сам он очень тяжело переживал произошедшее, винил в крахе студии себя, свое поведение на встречах, неучастие в разработке игры.

Я съехал с катушек. Несколько месяцев я только и делал, что валялся на диване с пультом и просто щелкал пультом. Я был подавлен и просто ничего не мог делать. Disney был моим лучшим этапом в моей профессиональной деятельности и одновременно худшим.


Долгий эпилог, который, хочется верить, станет новой главой


Уйти на пенсию 57-летнему Спектору помешал звонок из родного Техасского университета его пригласили читать курс по дизайну и разработке видеоигр, чем он с энтузиазмом занимался три года, пока не понял, что его больше привлекает не преподавание, а само создание игр. Да и грант, выделенный на курс, заканчивался, а финансировать продолжение желающих не нашлось. Игра Underworld Ascendant, в которой Спектор выступил как консультант и которую называли новым словом в разитии жанра immersive sim, провалилась: аудитория не оценила монотонный геймплей и забагованность (что, в свою очередь, возможно, стали результатом нехватки финансирования средств, привлеченных черех краудфандинг, оказалось недостаточно). В конце 2015 г. Джон Нейрат пригласил его поучаствовать в создании System Shock 3, продолжение культовой игры, к разработке которой Спектор имел непосредственное отношение. Но, увы, и тут возникли финансовые проблемы: шведский издатель Starbreeze, с которым был заключен контракт на финансирование, обанкротился, и Спектору пришлось, как в старые добрые времена, самому примерять роль коммерсанта и летать на встречи с инвесторами. В мае 2020 года спаситель наконец-то был найден: права на издание игры приобрел китайский холдинг Tencent. Новость оптимистичная, учитывая мощь и возможности корпорации, однако не то ли самое можно было когда-то сказать и о Disney?

image
Концепт-арт System Shock 3

***

В индустрии игр немного людей, которые отдали ей свыше тридцати лет своей жизни, как это сделал Спектор, и именно его биография показывает, почему их так немного. Все четыре студии, с которыми связана его карьера (Origin, Looking Glass, Ion Storm, Junction Point), закрылись или при нем, или через несколько лет после его ухода. Спектор делал игры, которые стали культовыми и были высоко оценены критиками, но так и не добился значительного коммерческого успеха. Его путь, при всей уникальности, это символ той нестабильности, с которой постоянно приходится сталкиваться разработчикам видеоигр (при том, что ему еще повезло: не было необходимости переезжать из города в город к новому работодателю, как это часто происходит в геймдеве).
Своими играми Спектор вдохновил тысячи разработчиков и оказал огромное влияние на всю индустрию, однако его собственным проектам и студиям это не помогло выжить. По крайней мере, пока



Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Подробнее..

Перевод Биография основателя DEF CON и Black Hat Джеффа Мосса (Dark Tangent)

10.06.2021 14:04:32 | Автор: admin

К старту курса об этичном хакерстве мы перевели размещённую на сайте Black Hat биографию основателя этой серии мероприятий по кибербезопасности. Джефф Мосс родился в Калифорнии, США, в январе 1975 года, он эксперт по компьютерной и интернет-безопасности, хакер. Первый опыт работы с компьютером он получил в возрасте 10 лет и был восхищён возможностью общаться и вести взрослые разговоры с людьми по всему миру. У него ещё не было водительских прав, Джефф не мог голосовать, но мог общаться с людьми намного старше его, которых нисколько не волновали ни его возраст, ни внешность.


Джефф МоссДжефф Мосс

Начало хакерского пути

Его первый хакерский опыт был вызван исключительно желанием задействовать все возможности оборудования, за которое он заплатил; те же мотивы побудили хакера Джорджа Хотца (geohot) взломать Sony PlayStation, а затем сделать джейлбрейк iPhone. В начале 1990-х Джефф пытался понять, как фирмы защищают от копирования компьютерные игры. Ему это удалось, и он стал играть в скопированные игры со своими друзьями.

В те времена учебников по программированию почти не было, и он приступил к самостоятельному изучению ассемблера. Он узнал (пришлось узнать!), как с небольшими затратами разогнать процессор, чтобы тот работал намного быстрее, чем при стандартной конфигурации.

Свою хакерскую деятельность он начал с того, что научился снимать защиту авторских прав с игр. Это было настоящей находкой для большинства геймеров, искавших способы обхода защиты от копирования, так как при замене жёстких дисков на компьютере или попытке запустить ту же игру на другом ПК игры часто отказывались работать. Он приобрёл относительную известность и познакомился с людьми, занимавшимися телефонными системами.

Когда у него появился первый модем и он понял, какие бесконечные возможности общения предоставляют доски объявлений (bulletin boards) никому не надо раскрывать свою личность, возраст или пол, его восхищению не было предела. Желание общаться с людьми в сети Интернет заставило его прибегнуть к телефонному жульничеству. Джефф взломал телефонную систему и мог практически бесплатно общаться с людьми на больших расстояниях.

Знание телефонных систем и методов программировании пригодились, когда его пути пересеклись с одним программистом, научившим его азам хакерства. Сети в доме Джеффа не было (в то время все соединения осуществлялись по принципу "точка точка", или коммутируемой передачи данных), поэтому о сетевых технологиях у Джеффа было весьма смутное представление. Затратив тысячи часов на самообразование, методом проб и ошибок он со временем проник в глубины сетевых технологий и обучился хакерскому искусству.

По словам самого Джеффа, в жизни ему везло много раз, но этот случай был особенным: "Мне повезло, что я научился работать с модемом, и повезло, что судьба свела меня с тем парнем, рассказавшим мне о хакерстве. Никаких глобальных планов я в то время не строил, это было просто счастливое стечение обстоятельств".

В 1990 году Джефф окончил Университет Гонзага со степенью бакалавра в области уголовного права. (Признайтесь, вы не ожидали, что парень, стоявший у истоков конференций DEF CON и Black Hat, имеет степень бакалавра в области уголовного права!) После университета его взяли на работу в одну из крупнейших мировых компаний по предоставлению профессиональных услуг, Ernst & Young, на должность директора подразделения Secure Computing Corporation.

DEF CON: от прощальной вечеринки до одной из крупнейших в мире хакерских конференций

В 1990-е годы весь мир пользовался досками объявлений. Такие доски часто использовались хакерами для обмена информацией. Джефф держал собственную доску объявлений и мог позволить себе оплачивать телефонную связь из своей зарплаты, но его приятели, как правило, находили способы не платить за телефонную связь. В тот же период он стал своего рода главным администратором множества международных сетей, таких как HackNet, PhreakNet, PlatinumNet и HitNet.

В 1993 году его друг, оператор канадской хакерской сети PlatinumNet, работавшей по протоколу FidoNet, задумал провести прощальную вечеринку для всех членов сети PlatinumNet, так как он с семьёй собирался переезжать в другую страну (отцу предложили лучшую работу).

Большинство пользователей этих сетей были американцами, поэтому он попросил Джеффа помочь с организацией вечеринки и провести её в США. Джефф начал готовить вечеринку и уже нашёл место в Лас-Вегасе для её проведения, но получилось так, что отец друга уехал раньше задуманного и забрал сына с собой, и Джефф остался один.

Мосс решил не отменять вечеринку, всё организовал сам, пригласил членов администрируемых им сетей, разослал приглашения в хакерские чаты IRC, разместил объявления на некоторых других досках, разослал всем факсы и даже отправил факсы в секретные службы США, сообщив, что "они идут". Встреча хакеров состоялась в Лас-Вегасе.

Название DEF CON имеет интересную историю. Defcon звали главного героя в фильме WarGames, который решил взорвать Лас-Вегас. Кроме того, термин DEF был в ходу у телефонных мошенников, в том числе у самого Джеффа, так как DEF это символы на кнопке "3" телефонной клавиатуры. И вот тот день настал, на конференции DEF CON должны были выступить 12 докладчиков. Приехали более 100 человек, и первая в истории конференция началась с выступления Дэна Фармера, эксперта по безопасности UNIX, который рассказал о разработанных им новых инструментах, в том числе SATAN одном из первых сканеров сетевой безопасности с веб-интерфейсом.

DEF CON 1 Defcar, 1993DEF CON 1 Defcar, 1993

Первоначально конференция задумывалась как единовременное событие, праздник для друга, однако подавляющее число отзывов были положительными, и это событие повторили через год.

Мосс продолжал проводить это мероприятие, и в следующие 23 года конференция DEF CON стала привлекать всё больше внимания, на неё съезжались сотни людей. В следующие пару лет с началом роста количества рабочих мест в секторе информационной безопасности посещаемость конференции выросла в более чем в два раза. Пригласительные билеты на конференцию стали платными, и дела DEF CON пошли в гору.

Пик посещаемости пришёлся за год до возникновения феномена "пузырь доткомов" в 2000-х годах около семи тысяч человек, но, как сказал Мосс в интервью 2007 года, возможно, половине участников там вообще нечего было делать, но они всё равно приехали. После того как пузырь доткомов лопнул, количество участников конференции сократилось: в 2007 году её посетили около пяти тысяч человек, интересующихся проблемами хакерства.

DEF CON, следуя поговорке "под лежачий камень вода не течёт", продолжала развиваться. В её программу были включены соревнования CTF (захват флага), в которых команды участников соревнуются друг с другом, пытаясь быстрее других найти секретные "флаги" в намеренно уязвимых программах или веб-сайтах и получить за это награды. Black Badge высшая награда, вручаемая участникам DEF CON, победители получают ценные подарки и пожизненный бесплатный пригласительный билет на DEF CON.

Добавление семинаров (специальных собраний, на которых с упором на практику затрагивались различные темы, связанные с информационной безопасностью), таких как цифровая криминалистика, взлом IoT-устройств, и Деревни (Villages) (особые места в рамках конференции, имеющие статус мини-конференций), способствовало росту популярности мероприятия. DEF CON на протяжении многих лет занималась сбором денежных средств на различные программы.

За годы проведения мероприятия хакеры смогли показать миру, с какой лёгкостью можно взломать обычный компьютер, а также продемонстрировали множество инновационных инструментов/программ, совершивших революцию в сфере информационной безопасности. В 2018 году Джефф провёл первую в истории конференцию DEF CON за пределами США в Пекине, и этот формат был продолжен в 2019 году как DEF CON China 1.0.

В 2019 году конференцию DEF CON 27 посетило 30 тысяч человек, причём некоторые откровения докладчиков были ошеломляющими. Хакерам удалось взломать комплексы обработки избирательных бюллетеней в США, за считанные минуты после сканирования обнаружив в них критические уязвимости. Один из хакеров смог продемонстрировать вредоносные возможности кабеля Apple USB Lighting и многие другие критические уязвимости, обнаруженные в VPN и принтерах.

DEF CON 27DEF CON 27

Как начиналась конференция Black Hat

До DEF CON 5, которая была проведена в июле 1997 года также в Лас-Вегасе, Джефф организовал первую в истории конференцию Black Hat, ориентированную на индустрию компьютерной безопасности. Темами других конференций были информационная и сетевая безопасность, на конференции же Black Hat разработчики программного обеспечения встретились лицом к лицу с экспертами в области компьютерной безопасности и хакерами. Вначале конференция Black Hat проводилась как ежегодное мероприятие в Лас-Вегасе, но сегодня она проводится сразу в нескольких местах во всём мире.

В 2005 году Джефф продал права на проведение конференций Black Hat британской компании CMP Media, принадлежащей United Business Media, за 13,9 миллиона долларов США.

Конференция состоит из трех секций: Black Hat Briefings, Black Hat Trainings и Black Hat Arsenal. На секции Briefings обсуждаются различные темы, в том числе вскрытие технологий, компьютерный взлом, конфиденциальность и т. д., а также выступают ведущие специалисты в области информационной безопасности из различных ведомств США Министерства обороны, Министерства внутренней безопасности и АНБ.

На секции Trainings выступают поставщики решений в сфере безопасности и специалисты в области безопасности: семинары продолжительностью около недели организуют такие поставщики ПО, как Cisco, Offensive Security и многие другие. Секция Arsenal был создана в 2010 году. Её цель "живая" демонстрация новейших инструментов информационной безопасности с открытым исходным кодом, созданных исследователями и сообществами, в ходе которой участники могут задавать вопросы и пробовать инструменты в действии.

Конференция Black Hat обычно проводится до DEF CON, и многие участники посещают оба мероприятия. В индустрии безопасности Black Hat считается более официальной конференцией по безопасности, а DEF CON носит скорее неформальный характер.

Black Hat USA 2016Black Hat USA 2016

Другие события в карьере Джеффа

На протяжении всей своей карьеры Джефф использовал свои навыки и понимание принципов и методов хакерского сообщества и передавал эти знания организациям, чтобы те могли защитить свои глобальные сети. С 2005 по 2014 год он также выступал на множестве мероприятий, проводимых во всём мире, в качестве основного докладчика, был участником десятков форумов. Некоторые такие мероприятия организовывались CodeGate, Министерством внутренней безопасности США, АНБ, НАТО и многими другими международными организациями и учреждениями.

В 2009 году Джефф вошёл в группу из 16 человек, выбранных в состав Консультативного совета по национальной безопасности. Члены Консультативного совета могли давать рекомендации и советы непосредственно министру внутренней безопасности.

Через два года, в 2011 году, Джефф был назначен вице-президентом и директором по безопасности Корпорации по управлению доменными именами и IP-адресами (ICANN), многонациональной некоммерческой организации, работающей над созданием безопасной, стабильной и единой глобальной сети Интернет. Многие официальные лица, в том числе президент ICAAN, отмечают профессионализм и мастерство Джеффа и ценят его за прекрасное понимание угроз безопасности и способов защиты от них.

В конце 2013 года он ушёл со своего поста в ICAAN. Следующий его важный карьерный шаг состоялся в 2017 году, когда он был назначен Комиссаром Глобальной комиссии по стабильности киберпространства (GCSC), состоящей из 24 авторитетных независимых комиссаров со всего мира. Цель работы Комиссии способствовать повышению уровня осведомлённости и взаимопонимания между различными сообществами киберпространства и изучать вопросы, связанные с глобальной кибербезопасностью.

В 2017 году на конференции DEF CON 25 он представил участникам Деревню машин для голосования DEF CON (Voting Machine Village). На этом семинаре хакеры могли протестировать безопасность электронных машин для голосования, в том числе нескольких моделей, по-прежнему активно используемых в США. Участникам DEF CON удалось взломать все машины (в общей сложности 25 моделей), некоторые всего через несколько часов после открытия Деревни. Это событие получило освещение в СМИ и вызвало общенациональную дискуссию о безопасности голосования.

В 2018 году проект Voting Machine Village был отмечен премией Cybersecurity Excellence как проект года в области кибербезопасности.

Чем Джефф занимается сейчас

Сейчас Джефф живёт в Сиэтле, штат Вашингтон, и занимает должность консультанта по безопасности в одной из компаний. Он тестирует системы безопасности и консультирует другие компании, одновременно проводя конференции DEF CON в качестве президента DEF CON Communications, Inc. Он также был техническим консультантом телесериала "Мистер Робот" и до сих пор вкладывает средства в многие стартапы в сфере информационной безопасности.

Заключительные мысли

В мире информационной безопасности такие трудолюбивые и хорошо образованные люди, как Джефф Мосс, большая редкость. Он оказал большое влияние на хакерское сообщество, что привело к большей открытости этого сообщества и возможности его диалога с поставщиками и производителями программного обеспечения. Благодаря конференциям DEF CON и Black Hat развиваются контакты между хакерами и поставщиками ПО. На этих мероприятиях организации получают знания о том, как обезопасить свои инфраструктуры, совместно с независимыми специалистами в области обеспечения безопасности работают над выявлением и устранением угроз безопасности.

Начиная с 2009 года, когда он отправил открытое письмо в Google с предложением перейти на формат HTTPS по умолчанию, и до настоящего времени Джефф является неотъемлемой частью сообщества информационной безопасности.

Программное обеспечение и оборудование будут развиваться, а значит, усложняться, что приведёт к возникновению новых проблем уязвимости, поэтому компании и государственные органы должны держать руку на пульсе и быть ко всему готовыми.

Такие люди, как Джефф Мосс, побуждают индустрию информационной безопасности не стоять на месте, показывая, как работают хакеры решительно, творчески, нестандартно и очень часто не думая о деньгах. Понимая их методы, индустрия ИБ может постоянно развиваться и быть готовой к любым атакам, потому что лучшая защита это всегда нападение.

Как сказано выше, зародившаяся в США DEF CON проводится уже в Китае, иными словами проблемы информационной безопасности сегодня актуальны для всех людей без исключения, каким бы ни был подход к ИБ в отдельно взятой стране. Это означает, что в ближайшие годы востребованность этичного хакерства будет только расти, причём с ощутимой вероятностью не просто большими, но взрывными темпами. Если вам интересна сфера этичного взлома, то вы можете обратить внимание на наш курс "Этичный хакеp", где студенты на практике получают полное представление о законном взломе, чтобы начать карьеру хакера в белой шляпе.

Узнайте, как прокачаться и в других специальностях или освоить их с нуля:

Другие профессии и курсы
Подробнее..

История одной ракушки. И нефти

14.06.2021 10:08:37 | Автор: admin


В марте 1878 года Дервиш-паша, командующий турецкими войсками, вручил князю Святополк-Мирскому ключи от города Батуми, а уже в июне того же года Берлинский конгресс утвердил статус порта Батуми как порто-франко, то есть порта, где пошлины за ввоз и вывоз товаров не взимались.

В том же году два купца первой гильдии (оба инженеры-путейцы), Палашковский и Бунге, начали строительство железной дороги Баку Батуми.

Выгода от этой дороги была очевидной: бакинским нефтедобытчикам, оседлавшим самые богатые и самые разработанные прииски, нужен был выход к морю, а возможность беспошлинного вывоза черного золота открывала невероятные горизонты.



Палашковский и Бунге вложили в строительство собственные средства, которых, однако, не могло хватить на то, чтобы закончить строительство. Финансово поддерживать работы, по замыслу компаньонов, должна была их нефтяная компания, керосиновый завод и завод по производству жестяной тары.

Однако волатильность цен на нефтепродукты сыграла с инженерами злую шутку: в 80-м году они обрушились, что поставило Палашковского и Бунге на грань банкротства.

image
Батумский морской порт в XIX веке. В дальнейшем пейзаж, конечно же, будет меняться: в начале ХХ века население Батума составит 16 тысяч человек обоего пола, включая младенцев, жизнь тысячи из них будет, так или иначе, связана с нефтью. На нефтезаводе будет фиктивно трудиться и некий Иосиф Джугашвили, которому удастся подбить работников нефтезаводика к стачке.

Надо сказать, что Россия испытывала в те годы колоссальную нехватку денег, заемные средства на продолжение строительства просто негде было взять отечественное купечество, понимая все будущие выгоды, которые могла бы принести эта железная дорога, не в состоянии было предложить проекту адекватное финансирование. Палашковский обращается к французской семье Ротшильдов, которые быстро оценивают выгоды этого проекта.

К тому времени Ротшильды участвуют в финансировании строительства почти всех железных дорог Европы, у них есть опыт и почти неограниченные финансовые возможности, даже с производством керосина они знакомы (неведомо как, они были к тому времени владельцами керосинового завода на Адриатике, ну, да все знают, что к банковским капиталам частенько прилипает какое-то имущество).

Идея Ротшильдам нравится, они выкупают недостроенную железную дорогу, а вместе с ней и нефтедобывающие, и нефтеперерабатывающие активы Палашевского и Бунге, даже заводик по производству тары (главным инженером большого хозяйства Ротшильдов в Баку становится, кстати, Давид Ландау, отец гениального физика, будущего нобелевского лауреата, Льва Ландау).

Так, в определенном смысле, волею случая, на бакинские нефтяные промыслы выходит одна из крупнейших в мире акул капитализма и финансы, на нехватку которых постоянно жалуется русское купечество, делают свое дело: Ротшильды очень быстро становятся одними из самых крупных нефтедобытчиков в мире.

image
Строительство железных дорог на Кавказе занятие более, чем сложное, все-таки природа не особенно благосклонна для такого рода вмешательств в её владения, зато акционеры дороги выпускают серию карточек с красивыми видами, на которые этот маршрут и вправду богат, для привлечения пассажиров.

Ротшильды быстро становятся эксклюзивными поставщиками нефти и нефтепродуктов для 137 российских добывающих и перерабатывающих заводиков и даже гигантских предприятий все благодаря тому, что их финансовая империя дает бизнесу то, чего ему так не хватает для роста: деньги. В России в тот момент считалось удачей получить кредит под 20% годовых, а Ротшильды предлагают 6%. Желающие могут каламбурить насчет появившегося значительно позднее выражения деньги это топливо для бизнеса, но бакинский нефтяной бизнес, и без того растущий, как на дрожжах, растет невиданными темпами.
Российский бизнес с удовольствием впитывает кредиты Ротшильдов, очень быстро на них растет и даже процветает, не переставая, однако, заваливать органами власти постоянными прошениями об отъеме у Ротшильдов их имущества, апеллируя к закону, запрещавшему евреям иметь недвижимость в собственности.

Правда, правительство на эти апелляции внимания не обращает одно дело какие-то там евреи, совсем другое семья баронов Ротшильдов, капиталы которых способны решить, например, проблемы выплаты контрибуций Францией по итогам франко-прусской войны.
При этом мировые рынки уже, казалось бы, распределены: рынок России и сопредельных стран подмят братьями Нобелями, Европа и Америка завалена нефтью от Рокфеллеров (её активно возят через Атлантику путь быстрый и дешевый).

image
Завод Ротшильдов в Баку.

Остаются очень быстро растущие рынки Азии, которые кажутся невероятно перспективными. Витте, в те годы активно пропагандирующий идеи строительства Транссиба, видит смысл этой дороги в том, что нефтепродукты братьев Нобель будут доставляться до самого Владивостока.
Ротшильды же ищут решение, которое позволило бы им до этих рынков добраться быстрее и дешевле других, благо выход к морю у них уже есть: в 1883 году железнодорожный путь Баку Батуми построен, парк вагонов-цистерн (абсолютное новое слово в вагоностроении) доведен к 1890 году до 3500 (двумя годами ранее сообщество нефтяников донимает правительство просьбами выделить деньги на постройку хотя бы 750 цистерн, но, в конце концов, обходятся и без правительства), но нефть продавать некуда, и, без сбыта, она приносит Ротшильдам убытки.
В те годы в Баку известен некий Фред Лейн, которого называют теневым маклером (наверное, в каждом бизнесе есть такой теневой человек, который не на виду, но который решает проблемы), и именно Лейн рекомендует Ротшильдам лондонского торговца по имени Маркус Самуэль, выходца из эмигрантской еврейской семьи, как человека, который способен найти транспортное решение для экспорта бакинской нефти.

Выбор этот нашим современникам может показаться странным, так как опыт Самуэля в торговле нефтью сводился в тот момент к тому, что он понимал потребность в керосине и даже пробовал завозить его в страны Азии в 20-литровых канистрах, а опыт в логистике ограничивался фрахтом нескольких пароходов в Восточных морях, то есть, проще было бы сказать, что опыта решения задач предлагаемого масштаба у него не было вообще. Более того, есть расхожая легенда о том, что до этого звездного часа Самуэль имел мелкую лавчонку, где он торговал ракушками на радость любителям сувениров.

image
Вот он, герой нашей истории, Маркус Самуэль-младший.

Это, конечно, не так, хотя его отец, Маркус Самуэль-старший, перебравшись в английской Брайтон из Голландии, действительно начинал с такой лавочки. Самуэль-младший получил от отца уже вполне солидный оптовый бизнес и был одним из самых крупных в Британии торговцев колониальным товаром и, одновременно, одним из самых крупных экспортеров английских тканей, человеком состоятельным и состоявшимся. Тем не менее, сама задача по экспорту нефти показалась ему очень важной, и он, как мы говорим сейчас, принял челлендж.

Заметим, что главным капиталом Самуэлей (Маркуса Самуэля и его младшего брата Самуэля Самуэля, занимавшегося семейным бизнесом из Йокогамы) были даже не деньги, а выстроенная сеть контактов с влиятельными людьми по всему миру и, в первую очередь, в Азии, куда он экспортировал и откуда он импортировал свой товар.

В 1890 году Самуэль побывал в Баку, и его, как почти каждого, в те годы Баку посещавшего (всё богатство Нобелей, например, выросло из случайной поездки одного из братьев на Кавказ, куда он ездил в поисках поставок древесины для ружейных прикладов и, по чистой случайности, заглянул в Баку) нефтяная лихорадка захватила и подчинила себе.
Глаз у Самуэля, видимо, был зорким он впервые узнал о существовании нефтеналивных судов и понял, что за ними будущее. Увидел и оценил он и последние нововведения в виде нефтехранилищ.

image
Танкер Зороастр, чудо, потрясающее воображение современников. Надо сказать, что Шелл станет строить танкеры в 10 раз большие, так как танкеры флотилии Нобелей были ограничены в размерах: их строили на шведских верфях, потом частями переправляли на Каспий. Учитывая скромные возможности того времени для перемещения грузов больших размеров, танкеры тоже выходили не громадными. Впрочем, речь, все-таки, о речных судах, тогда как компания Шелл займется морскими.

Судя по всему, общие контуры бизнеса по экспорту нефти созрели в его голове уже во время посещения Баку и общения с толковыми гидами, такими, как Лейн и Ландау.
В 1891 году Самуэль заключает с Ротшильдами договор об эксклюзивной продаже их нефти в странах Азии сроком на 9 лет.

Вернувшись в Лондон, он закладывает на стапелях целую флотилию танкеров с невероятным дедвейтом в 4000 тонн каждый (так поразивший Самуэля нобелевский танкер Зороастр был в 10 раз меньше по водоизмещению).

Параллельно он решает задачу максимально дешевой доставки, а она была связана с тем, что проходы судов с нефтью через Суэцкий канал тогда были запрещены по соображениям пожарной безопасности.

Самуэль правильно ставит вопрос перед руководством канала: каким они хотели бы видеть судно, которое удовлетворит их требованиям по безопасности? Назовите параметры и требования и они будут выполнены! Администрация канала не спешит с ответом, а строительство танкеров тем временем продолжается В итоге, когда наконец Суэцкий канал выдвигает свои требования к транспортировке нефти, они странным образом совпадают в параметрами построенных в английских доках танкеров.

Это волшебное совпадение даже спустя более, чем сто лет, неизбежно вызывает приступ иронии то ли инженер-кораблестроитель Фортескью Фленнери обладал даром предвидения, то ли этим даром обладали Самуэль или Фердинанд Лессепс, управляющий созданным им каналом, но в 1892 году произошло событие, которое летописцы нефтяных войн называют не иначе, как прорыв блокады: танкер Murex доставил первые 4000 тонн керосина из Батуми в Сингапур, пройдя через Суэцкий канал.

image
Вот он, легендарный танкер Murex, тот самый, что прорвет блокаду.

Путь от нефтепромыслов Баку до рынков Юго-Восточной Азии сократился на 4000 морских миль, а стоимость транспортировки оказалась почти вдвое дешевле, чем раньше.
Нефть Ротшильдов не просто прорвала блокаду, но завоевала рынки Азии, тем более, что Самуэль вовсе не сидел без дела: в 90-е г.г. его нефтехранилища располагались в Сингапуре, Бангкоке, Джакарте, Сайгоне, Шанхае, Гонконге, Кобе и еще в полутора десятках важнейших азиатских портов, а его флотилия включала в себя более 30 танкеров, каждый из которых мог обеспечить месячную потребность большого азиатского города.

Для сравнения: империя Рокфеллеров Стандарт Ойл в тот момент обладала 4 паровыми и 16 парусными танкерами и соперничать с компанией Shell (как назвали свою фирму братья Самуэли в память о ракушке, давшей старт их семейному успеху) была не в состоянии.
Самуэль в течение всего-то десятка лет стал одним из богатейших людей планеты и не отказывал себе в удовольствии жить напоказ он открыто исповедует иудаизм во времена, когда волна гонений на евреев по всей Европе резко усиливается, он выставляет свою роскошь, не отказывая себе в удовольствии утереть нос английским вершителям судеб мира. И при этом английский высший свет, при всем своем снобизме, принимает выскочку в 1898 году королева даже производит его в рыцари, отмечая быструю реакцию компании Шелл и лично Самуэля на аварию линкора британских ВМС Шелл спас и команду, и судно. Кроме того, Самуэль много лет занимает пост лорда-мэра Лондона должность, пусть и не дающую полномочий, но необыкновенно почетную.

image
Нефтехранилища появились довольно быстро, а вот способы транспортировки нефти отставали: бакинская нефть вообще начиналась (и довольно долго держалась) на нефтяных караванах: нефть заливали в бурдюки и перевозили на верблюдах.

Мировые нефтяные войны в начале ХХ века в самом разгаре, идет период слияний и поглощений. Возникший из ниоткуда и расширивший бутылочное горло нефтяной торговли Шелл представляется в этих войнах самым богатым и лучшим из призов. При этом собственные попытки братьев Самуэлей добывать нефть не особенно успешны дела в разрабатываемых ими азиатских месторождениях идут не особенно хорошо, добыча и разработка, в отличии от перевозок, вовсе не конёк Шелл и не пик их компетенций. Самуэли тоже не прочь говорить о слиянии, вопрос только в том, с кем и на каких условиях объединяться.

Предложение от Рокфеллеров о покупке контрольного пакета Шелл на немыслимые по тем временам 40 миллионов Маркус Самуэль отвергает. А сам присматривается к голландской компании Royal Dutch, которая потрепала нервов Самуэль ничуть не меньше, чем Стандарт Ойл, да к тому же работает на рынках Азии, как и Самуэли. Тем не менее, здесь Маркус Самуэль видит серьезные плюсы: география штука переменчивая, сегодня работаем здесь, а завтра перемещаемся еще куда-то, а вот слияние компетенций голландцев по добыче нефти и его собственных по транспортировке, представляются весьма умным решением обеим сторонам.

image
Еще в XIX веке в добыче нефти господствовал так называемый колодезный способ речь и в самом деле шла о колодце, из которого воротом вычерпывалась образовавшаяся там нефть. Впрочем, уже в конце XIX начале ХХ века способы добычи и сам пейзаж изменились радикально.

Примерно в это же время Самуэль осаждает адмиралтейства всех стран мира, предлагая им перевести военный флот с угля на мазут. Мазут в то время баснословно дешев (он всего лишь вторичный продукт, по сути, отходы производства керосина), а изобретенная инженером Шуховым форсунка для впрыска топлива (которая вошла в историю как форсунка Нобелей, потому что Нобели первыми использовали на своих речных танкерах и саму форсунку, и мазут) позволяла сократить объем топлива на борту судна более, чем в два раза. Кроме того, мазут давал более ровное и мощное горение, чем уголь, позволял сильно сократить команду, которая в те годы на военных судах почти наполовину состояла из кочегаров. В отличии от кочегаров, форсунка не уставала и позволяла давать необходимый накал на любом этапе пути судна.
Английское Адмиралтейство проявило пресловутый английский консерватизм во всей красе: идеи Самуэля были заслушаны четырежды и четырежды отвергнуты. В то время как российское морское ведомство приняло идеи Самуэля на ура! казалось, решение царским правительством вот-вот будет принято но даже Цусимская катастрофа, после которой необходимость модернизации флота стала очевидной буквально всем, не приблизила никак фактические работы (забегая вперед, скажем, что переход с угля на мазут царский флот начнет только во время первой мировой войны).

Увы, Самуэль не успел придти к слиянию с Royal Dutch со столь жирным бонусом, каким мог бы стать контракт с одним из крупнейших военных флотов мира, и в новой компании, которая стала называться Royal Dutch Shell ему досталось всего лишь 40% акций и титул председателя правления, а директором новообразованной фирмы стал голландец (позже он примет британское подданство) Генри Детердинг.

image
Генри Детердинг, директор Royal Dutch Shell. Его (вполне по делу) обвиняют в симпатиях к нацизму и даже очень часто называют пособником нацизма. Впрочем, умер он в самом начале 1939 года и участвовать в фашистской агрессии никак не мог.

Это не означает, конечно же, что Самуэль остается не у дел благодаря его связям, например, Royal Dutch Shell окажется той самой компанией, которая (в 1910 году) начнет разработку грозненской нефти. Собственно, связи, оборотистость и обаяние Самуэля откроют новой компании дорогу ко множеству разработок.

Да и тему мазута для ВМФ Самуэль не оставит и, в конце концов, добьет её, когда лордом адмиралтейства станет молодой Уинстон Черчилль это случится в 1912 году и, вслед за Англией, все другие военные, а параллельно с ними и гражданские суда, будут перепрофилированы с угольного топлива на мазут.

Маркус Самуэль вообще обладал хорошим нюхом на новинки он предвидел развитие авиации и видел в ней нового и очень крупного потребителя нефтепродуктов, для авиаконструкторов им специально рекламировался авиационный керосин, который, в итоге, и стал (и остается) лучшим топливом для самолетов. Как и во всех других случаях в жизни, Самуэль не стал ждать, когда авиационная отрасль скажет ему да он просто начал строить хранилища авиационного керосина рядом с аэродромами, что и предопределило успех поставок. В начале 20-х годов ХХ века керосином от Шелл заправлялось больше половины самолетов в мире, и первый перелет через Атлантику был осуществлен на топливе Шелл.

image
Гордость британского ВМФ, линкор Дредноут, постройки 1906 года. Один из первых будет оснащен дизельным двигателем.

Впрочем, новый директор Royal Dutch Shell, Генри Детердинг, фигура, скажем так, не слишком однозначная и даже в определенном смысле экстравагантная, оказался отличным бизнесменом. Его стараниями компания и в самом деле расширила географию своей деятельности, превзойдя всех остальных: они открыли добычу в Венесуэле, Египте, Румынии; их нефтехранилища располагались почти в каждом порту планеты, сама стоимость компании Шелл выросла с момента её возникновения в 1897 году в 1,8 млн долларов до 26 млн за последующие 30 лет. Компания Royal Dutch Shell, совершенно по делу, стала номером один на нефтяном рынке (заметим, что после второй мировой войны, во многом в следствии неразборчивости и небрезгливости Генри Детердинга, снабжавшего нефтепродуктами Гитлера, поклонником которого оказался, компания потеряет первое место в мире, но одним из ведущих игроком быть не перестанет).

Что до Маркуса Самуэля, то он в 20-е г.г., после своего пятидесятилетия, начинает отходить от дел, больше занимаясь общественными функциями, вроде участия в церемониях лондонской мэрии, и ведя светскую жизнь (в 1921 году он стал бароном, а в 1925 получил титул первого виконта Бирстеда).

Маркус Самуэль умрет в Лондоне в 1927 году, сомнительное счастье из сказок жить долго и умереть в один день это про него и его жену Фанни, которую он переживет на два часа.

image

В 2005 году компания Royal Dutch Shell совершенно официально станет единой компанией (до этого формально Royal Dutch и Shell сохраняли некоторую самостоятельность, пытаясь, пусть и не слишком строго, делить функции по добыче и транспортировке).

Куда дальше приведет эту компанию цепочка событий, начавшаяся с батумского порто-франко и подарочных ракушек в брайтонской лавочке, мы всегда знаем, потому что детище Маркуса Самуэля обречено быть всегда на виду.

Автор: Александр Иванов





VPS серверы от Маклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

VPS серверы от xМаклауд быстрые и безопасные.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации
Подробнее..

Пятьдесят лет на стезе программирования. Часть I. Начало пути. Отчий дом и Казанское суворовское военное училище

21.06.2021 16:11:25 | Автор: admin
Логотип статьи определяет три, как временные, так и географические, точки на моём жизненном пути, через которые лежал мой путь в страну под названием Программирование. В городе Чебоксары, на родине легендарного комдива Гражданской войны В.И.Чапаева, прошло моё детство (1954-1968 г.г.), там я закончил 8 классов средней школы 6. В 1968 году я переместился в следующую географическую точку, в г. Казань, в Казанское суворовское военное училище (КзСВУ). После окончания КзСВУ в 1971 году мой путь лежал в столицу нашей Родины в Москву, в Военную орденов Ленина, Октябрьской Революции и Суворова Академию им. Ф.Э.Дзержинского (сокращённое название ВА им. Ф.Э.Дзержинского или ВАД), которой в 2020 году исполнилось 200 лет со дня ее основания. И 22 июня в трагический для нашей страны день в 1941 году и знаковый для меня в 1976 году я окончил ВА им. Ф.Э.Дзержинского и получил диплом по специальности Программирование с присвоением квалификации военного инженера программиста:



Это случилось 45 лет назад. Но на стезю программирования я вступил ещё раньше, а именно, в 1971 году, когда после окончания КзСВУ и приехал в столицу нашей Родины поступать в ВАД. А это было ровно пятьдесят лет назад. И вот именно о том, как я попал на эту стезю и как шёл и иду по ней, и будет мое повествование. И посвящено оно моим родителям Орлову Николаю Егоровичу и Орловой (в девичестве Кулыгиной) Зое Федоровне:



I. Отчий дом


Мой выбор стези Программирования, я думаю, был не случаен. Он был обусловлен всем моим счастливым детством.
Детство моё прошло в небольшом провинциальном городе Чебоксары, населения в нём тогда было менее 100 000 человек. Семья наша была многодетной. У отца с матерью нас было четыре брата, слева направо, Гена, Юра, Вова, Серёжа:



А поскольку я был старшим, то мне приходилось много заниматься с ними.
Я подумал и получается, что моё повествование фактически о том, как люди жили в Советском Союзе. Сразу надо сказать, что наш отец, точно также как наша мама, были выходцами из простых крестьянских семей. Ниже дом, в котором родился и рос мой отец (он в центре, а перед ним я с братом Геной):



Именно из этого дома ушёл на войну мой дед Орлов Егор Михайлович и погиб под Москвой:



Мама росла без отца, а когда началась война, то на нее ушли и там погибли три её родных брата Борис, Владимир, Александр, мои дядья. И если бы не эти жертвы, то неизвестно как сложилась бы наша жизнь (если бы ещё она была).
Мои родители в Великую Отечественную войну, как сейчас принято говорить, сражались на трудовом фронте: отец работал в колхозе, а маму волей судеб занесло в Пензу на военный завод, где она стала стахановкой, чем очень гордилась.
В Чебоксары наша семья перебралась в 1954 году с Урала, где мать с отцом работали после войны на лесозаготовке и где родился я (на фотографии я в центре), а по дороге в г. Чебоксары и мой брат Гена:



Себя я помню с 3-4 лет. Особенно хорошо запомнил наши поездки в Москву в 1957 и 1958 годах. Самые яркие воспоминания посещение Мавзолея Ленина-Сталина, когда приходилось стоять в огромных очередях, берущих начало в Александровском саду, и тележки с горячими сосисками.
Первым нашим жильём в Чебоксарах была комната в бараке. Её дали маме от строящегося Чебоксарского завода тракторных запасных частей (сегодня это Агрегатный завод), куда она устроилась работать в горячий цех термистом.
Барак это обычно одноэтажное здание, чаще деревянное, с проходом во всю длину и разделённое перегородками на комнаты. Комнаты были по 12-16 квадратных метров. Туалет обычно находился во дворе, отопление было печным, а кухня общая. Вода в колонке на улице. К сожалению, мне не удалось найти фотографию именно нашего барака, но я нашел похожий:



После Великой Отечественной войны размер разрушений на территории СССР был колоссален, лишилось крова более 30 млн. человек, примерно, каждый седьмой по стране. Чернигов, Севастополь, Великие Луки, Белгород были разрушены полностью. В Сталинграде, Минске, Курске, Новгороде и многих других городах было разрушено более 90% зданий. В землянках оказались миллионы наших граждан. Строительство бараков было вынужденной и временной мерой как по расселению оставшихся без крова людей, так и по обеспечению жильем людей, прибывающих на строительство новых заводов. Так было и в Чебоксарах при строительстве Чебоксарского завода тракторных запасных частей.
Но если фотография нашего барака не сохранилась, то фотография нашей комнаты в этом бараке (и не одна) сохранилась:



Это где-то 1956-57 года. Посмотрите, какие счастливые лица у людей. На фотографии слева направо мой отец, из его подбородка выглядывает автор этой статьи, затем моя мама. Встреча состоялась по случаю приезда из Саратова брата отца с женой (пара в центре) и прихода в гости сестры мамы с мужем. Последние жили в Чебоксарах в своём доме на ул. Краснофлотской. Её сейчас нет, на её месте стоит Олимпийский стадион.
Как я уже сказал, бараки были временной мерой и уже в 1957 году мы переехали в более комфортабельное жильё, в коммунальную квартиру на Школьном проезде дом 4:



В СССР коммунальные квартиры, общежития и временные бараки были одним из основных типов жилья рабочих до начала массового жилищного строительства отдельных квартир в 1960-х, до начала строительства знаменитых хрущёвок.
Знаменитые стройки 70-х годов, такие как Нижнекамский и Чебоксарский химические комбинаты, КАМАЗ, Чебоксарская ГЭС, Чебоксарский завод промышленных тракторов (ЧЗПТ), уже возводились без бараков. Вместе с этими индустриальными гигантами вырастали современные города Нижнекамск, Набережные Челны, Новочебоксарск, а в Чебоксарах вырос Новоюжный район:



Но вернёмся в коммунальную квартиру. В коммунальной квартире уже были туалет, ванная, центральное отопление. Если мне не изменяет память, то в нашей квартире было четыре комнаты, в каждой из которых жила отдельная семья.
А поскольку родители работали, то мы часто дома оставались одни. Дверь в нашу комнату, естественно, всегда была открыта.
Однажды мы остались с братом одни и зашли с ним на общую кухню, где у каждой семьи был свой стол. Там нашли коробок со спичками. Кто-то из нас сказал, что они не настоящие и мы решили это проверить. Результат был плачевным, вспыхнула скатерть на одном из столов. Мы убежали с кухни в свою комнату. На наше счастье в одной из комнат дома была чья-то бабушка, которая одеялом потушила начинающийся пожар. С тех пор я на всю жизнь запомнил, что огонь можно потушить, накрыв источник огня, например, одеялом, и самое главное, что игры с огнём могут закончиться печально. Именно поэтому в те времени так был популярны плакаты на тему спичек и детей.
Отсюда я в 1960 году пошел в первый класс в школу 28, которая находилась на этой же улице рядом с домом. Здание школы сохранилось, но школы там нет:



Первый класс запомнился двумя знаменательными событиями. Первое, это полное солнечное затмение, когда нас вывели на улицу и мы первоклашки наблюдали как день становится ночью. А весной 1961 года я провалился под лёд в котлован, который находился во дворе школы. Надо сказать, что когда я пошёл в школу, то не умел ни читать, ни писать. Но этот недостаток скоро был устранён и чтение стало любимым моим занятием, особенно с фонариком под одеялом. Надо сказать, что вся наша семья много читала. У нас была хорошая библиотека. Я, например, зачитывался Карелом Чапеком (Средство Макропулоса, Война с саламандрами и др.) и, как ни странно, Емельяном Ярославским, его повествованием о Древнем Египте. Именно поэтому, наверное, у меня и появилась тяга к истории.
Как нам жилось в коммунальной квартире? Отвечу: хорошо. Вглядитесь в эти лица:



Они все счастливы. Я на фотографии в правом нижнем углу, мой брат Гена через одного человека левее, а за ним в белой кофточке наша мама. Посмотрите на эти лица. Сейчас вы таких лиц не найдёте.
Более того, ни у кого из них не было холодильников, но были сараи (на фотографии дома они были бы вместо забора). В этих сараях люди хранили дрова, кто-то держал кур и так распространённых в то время индюшек, а кто-то и поросят. В этих сараях рыли погреба, в которые по весне складировали лёд и которые служили холодильниками:



В первом ряду на этой фотографии два паренька в школьных фуражках это я (справа) и мой брат Гена.
В начале 70-х годов прошлого столетия мне довелось побывать в нашей коммунальной квартире. Только это уже была отдельная (я бы сказал шикарная) четырёхкомнатная квартира, в которой жила одна семья, наши соседи по коммуналке. Все остальные соседи получили бесплатно от государства отдельные квартиры и переехали в них.
Настал 1961 год, год первого полёта человека в космос. Эти человеком был гражданин Советского Союза Ю.А.Гагарин:



В этом же году наша семья в составе пяти человек (в 1960 году у меня появился второй брат Сергей) переезжает в отдельную со всеми удобствами квартиру по ул. Ярославская (сегодня ул. Энгельса, д.12, на фотографии первый дом справа):



Наша квартира была на шестом этаже (лифта не было) и как мы этим гордились. В те годы в Чебоксарах мало кто так высоко жил. Но самое главное было то, что весь первый этаж был отдан под Станцию Юных Техников (СЮТ). Сразу скажу, что сегодня этой станции там нет, и все помещения занимают коммерческие предприятия. И вот в один прекрасный день, уже учась во втором классе, я открыл дверь, переступил порог СЮТ и попал в волшебный мир. Меня приветливо встретили и провели по всей станции. Ребята (правда, они были постарше меня, я учился во втором классе) собирали модели кораблей и самолетов, строили планеры, печатали фотографии, а кто-то показывал фильмы. Глаза разбежались. В итоге я записался практически во все кружки: фото, авиа- и судомодельный. Записался и на курсы киномеханика. На курсах киномехаников нас учили крутить фильмы на кинопроекторе Украина.
Всё было абсолютно бесплатно. Как я успевал? Мне повезло, что СЮТ была в доме, в котором я жил, и школа 16 была рядом, в двух минутах ходьбы.
Я до сих пор с гордостью рассказываю, что уже во втором классе получил первое удостоверение киномеханика. Был случай, когда в клубе оказалось некому показать фильм Степан Разин. И тут моё удостоверение пригодилось. Пригодилось оно и в дальнейшем, когда в школе необходимо было демонстрировать учебный материал на Украине (видеомагнитофонов и компьютеров тогда не было).
А как народ сбегался смотреть, когда мы запускали в небо планеры, а тем более кордовые модели!
СЮТ была хорошей школой, она мне многое дала. Стацию юных техников я прекратил посещать после того, как мы переехали на новое местожительство.
А еще мне посчастливилось встречать в Чебоксарах в 1962 году Космонавта-3 А.Г.Николаева:



Мы с отцом в этот момент были на крыше дома слева. Надо было видеть, что творилось в городе. Посчастливилось мне встречать в Чебоксарах и первую женщину космонавта Валентину Терешкову:



В момент следования кортежа я находился в первом ряду около детского мира (на фотографии второй дом справа от левого верхнего угла) и один из мотоциклов своим колесом проехал по моему ботинку. Вот такие воспоминания. Жизнь просто бурлила.
Мой отец всю жизнь гордился, что тоже был причастен к полёту А.Г.Николаева в космос. Где-то за месяц до полёта бригаду плотников, в которой работал и мой отец, отправили в командировку (они такого слова не знали) в глухую чувашскую деревню.
Оказалось, надо срочно построить дома для простой чувашской старушки. Никто ничего не понимал, но дом был построен, а вскоре и секрет открылся, это был дом для матери Космонавта-3.
В 1961 году у меня появился еще один брат, третий Юра.
А весной 1964 года мною была предпринята первая попытка пойти учиться в суворовское военное училище. Как я уже говорил, я много читал, в том числе и про суворовцев. В те времена военно-патриотическое воспитание было на высоте. Я знал, что в суворовские военные училища (СВУ) берут после четвертого класса. Со мной в классе учился мальчик, чей отец был летчиком-испытателем и погиб при испытании самолёта. Мы с ним дружили и хотели вместе идти в СВУ. Но именно в 1964 году было принято решение о приёме в СВУ только после восьмого класса. Наша детская мечта была отложена на целых четыре года.
В этом же 1964 году мои родители получили трехкомнатную квартиру на улице В.И.Чапаева, д.11. Эта улица знаменита тем, что стоит на месте деревни Будайки, в которой родился В.И.Чапаев знаменитый комдив времен Гражданской войны. На том месте, где стоял дом семьи Чапаевых, сегодня стоит такой монумент:



Надпись на мемориальной доске гласит:
Здесь стоял дом, в котором 9 февраля 1887 года родился В.И.Чапаев

После переезда пришлось сменить и школу. Теперь я посещал школу 6, которая тоже находилась недалеко от дома. Но, перестав ходить на СЮТ, я стал посещать в школе баскетбольную секцию и секцию самбо в спорткомплексе Динамо. На баскетбольном поприще мне врезался в память мой бросок с середины поля с попаданием в кольцо противника, когда мы играли на первенство города. Это было что-то. А в самбо также врезался в память финальный поединок на первенство города, когда я мог выиграть схватку на ковре, проведя болевой приём на локте соперника (рычаг локтя). Однако я так и не смог до финального гонга разорвать сцепленные в замок кисти рук противника.
Отдельно стоит сказать о шахматах. Муж сестры отца Николай очень хорошо играл в шахматы:



Они часто приходили к нам в дом, порой с ночёвкой. Именно они подарили мне шахматы и, самое главное, привили любовь к ним. Каждый их приход к нам начинался с игры в шахматы и не просто игры, а игры с разбором. И вот наступил момент, когда Николай мне сказал:
Всё, больше я тебе ничего здесь дать не могу. Ты превзошёл своего учителя
Кстати, всех сестер отца и младшего брата я звал по именам. Таково было их пожелания. Меня они всегда считали за равного. Это здорово.
А в начале 1968 году в Будайках, недалеко от нашего дома, был открыт Дом Спорта Спартак (его можно увидеть на фотографии ниже). И вот как-то, проходя мимо него, я увидел на доске объявлений, что проводится запись для участия в квалификационном шахматном турнире II разряда. Турнир организовывал и проводил международный мастер по шахматам В.Д. Сергиевский. Имя Сергиевского в те годы гремело в Чебоксарах и я следил за его успехами. А успехи у него были. В 1966 году он стал чемпионом России по шахматам, занял шестое место на мемориале М.И.Чигорина, выиграв в турнире и у будущего чемпиона мира Б.В.Спасского. Именно на мемориале М.И.Чигорина Сергиевский выполнил норматив международного мастера по шахматам.
Когда я увидел фамилию Сергиевский, сомнений у меня не осталосьи я вошёл в Дом Спорта записываться на турнир. Турнир я провёл хорошо, занял второе место. Победитель турнира, юноша старше меня года на 2-3, был значительно сильнее меня. Но надо иметь в виду, что я всё же был самоучкой. По условиям турнира за первое место давали II разряд, а за второе III разряд. Итак, я стал третьеразрядником по шахматам и, как окажется чуть позже, будет иметь свои последствия. По ходу турнира был курьёзный случай. Одну из партий я играл с мальчиком, который был младше меня года на четыре, но он занимался у самого Сергиевского и подавал большие надежды. До встречи со мной он у всех выигрывал, но мне проиграл. И тут случилось непредвиденное, он расплакался навзрыд, его никто не мог успокоить. В итоге ко мне подошёл сам Сергиевский и попросил меня переиграть партию. Для меня это было очень неожиданно: в шахматах переиграть партию Но Сергиевский нашёл какие-то слова и я согласился. Я думаю, Сергиевский всё же пожалел о своём поступке, паренёк снова проиграл. Я не помню сейчас, на каком месте он закончил турнир, но я своим вторым местом горжусь.
Отец мне с раннего детства привил любовь к периодической печати, к газетам и журналам. Родители мне выписали сначала газету Пионерская правда, где печаталась книга А.Волкова Урфин Джюс и его деревянные солдаты. О, как я ждал прихода газеты, чтобы прочитать продолжение!
Потом я их уговорил выписать журналы Юный техник, Техника молодёжи.
В пятом классе я увлёкся радиоделом и пришла очередь журнала Радио.
Откуда пошла тяга к радиоделу или, как сейчас сказали бы, к электронике, я не помню, но увлечение было серьёзное. Сначала детекторный приёмник, потом приёмники прямого усиления, потом супергетеродинный радиоприёмник да ещё с приёмом коротких волн. Вместо корпуса мыльница. Апофеозом стал магнитофон, где самое трудное было собрать лентопротяжный механизм, и миниатюрный телевизор. Последнее осталось незаконченным, хотя была разработана схема и изготовлена печатная плата. Проблема была в отсутствии кинескопа, электронно-лучевой трубки малого размера. Но когда я дома отремонтировал телевизор, мой авторитет в глазах родителей вырос до небес.
Вершиной нашего радиолюбительства я считаю создание радиосети в вашем квартале, которую можно было бы считать нашим детским прообразом современного Интернет. Нас было человек шесть, увлечённых радиоделом. Все мы увлекались радиолюбительством, собирали усилители, радиоприемники, ремонтировали телевизоры и т.д. Самое главное, обменивались новыми схемами и радиодеталями, которые было трудно достать. Главная проблема была в оперативной связи между собой. Телефонов ни у кого не было и приходилось чуть что, бежать друг к другу. Все мы жили в пределах одного квартала (6-й квартал, ул. Чапаева, г. Чебоксары) в новых пятиэтажках (как сейчас говорят в хрущевках). И вот кому из нас пришла идея: а почему бы нам не организовать радиосвязь между собой?! Нет, не собрать радиостанции, с этим было очень сложно. Нет, не собрать, а получить разрешение. И вот что мы придумали. Пробрасываем по крышам с дома на дом провода (не могу вспомнить, где же мы их взяли), каждый дома ставит усилитель, обзаводится микрофоном, присваиваем каждому позывной (про логин, естественно, тогда никто и не знал) и общаемся. Включаешь усилитель, берешь микрофон и говоришь, например: Первый, первый, вызывает пятый. Ответь. И заработало:



Более того, таким образом, мы на весь квартал включали музыку. Все было хорошо.
Но однажды, когда я был дома один, раздался звонок в дверь. Нет, звонили не сотрудники КГБ, в дверь звонил участковый милиционер. Он вежливо спросил, что это за провода идут с крыши соседнего дома к нам на балкон (мы жили на четвертом этаже фото). Пришлось ему все рассказать. Он попросил продемонстрировать, как все работает, и я связался с одним из своих товарищей. Больше всего его интересовал микрофон. В это время была просто напасть срезали телефонные трубки в телефонных будках, как правило, ради того микрофона и динамика. Но у меня был настоящий микрофон. Я как-то познакомился с главным инженером ДОСААФ (Добровольное Общество Содействия Армии, Авиации и Флоту), он взял над нами шефство и помогал радиодеталями. Так что никаких претензий ко мне и нашей группе у участкового не возникло. Он даже похвалил, что интересным делом занимаемся, а не бесцельно по улицам болтаемся. Еще добавил, что телефонные будки надо беречь. После того, как в 1968 году я уехал учиться в КзСВУ, то, приезжая в отпуск, всегда смотрел на наши провода и иногда даже пользовался этой связью. Но прошло несколько лет и в очередной приезд я увидел, что изоляция на проводах разрушается. Я дернул провода и они оборвались. Так перестала существовать наша сеть (ещё не вычислительная). Так заканчивалось моё детство.
Как я учился? Учёба мне всегда давалась легко. Я был твёрдый ударник и блистал в математике. В этом была большая заслуга нашей учительницы по математике Гавриловой Анны Порфирьевны. Но у меня было, как я говорю до сих пор, три недостатка: у меня отсутствует (или не развит?) музыкальный слух, я не умею танцевать, не пою, и еще я не умею рисовать. При этом я люблю музыку, с удовольствием хожу на концерты, люблю живопись и архитектуру. Эти недостатки не давали мне возможности быть круглым отличником. Да я и не стремился:



О том, что хорошая учёба нужна, прежде всего, мне и только мне, я усвоил уже в первом классе, когда принёс домой двойку. Я имел беседу с отцом, который сказал, что им с мамой некогда заниматься с нами, да и образования у них нет для этих занятий, и что моё будущее только в моих руках. Это был урок на всю жизнь. С тех пор мне было стыдно приносить в дневнике не то что двойки, а и тройки. Двойки и колы я всё приносил, но это были оценки не за мои знания, а так учителя пресекали мои подсказки и шпаргалки на уроках.
На родительские собрания отец никогда не ходил. А мама очень редко. Но один раз они пошли вместе на собрание. С чем это было связано не помню. Это был шестой-седьмой класс. Причём отец надел костюм с галстуком, осеннее пальто, шляпу.
Я стоял в подъезде на лестнице со своим товарищем Толей Ганиным, с которым мы вместе занимались радиолюбительством, когда в подъезд вошли мои родители, возвращающиеся после собрания. Отец шёл довольный, но увидев нас с Толей, сразу стал мне выговаривать: с кем ты дружишь, со шпаной какой-то, двоечником и т.д. Да, Толя не блистал в учёбе и был, как тогда говорили, хулиганом, рос без отца, но в радио разбирался хорошо и был верный товарищ. Вообще нас было трое, я, Толя и Саша Никитин. И каково было моё удивление, когда в разговор вмешалась моя мама. Она сказала, обращаясь к отцу, чтобы он сейчас же прекратил. А дальше сказала то, что я запомнил на всю жизнь, если ты доверяешь сыну, то доверяй и его друзьям. Если твой сын не может сделать плохого, то и друзья его это не сделают. Отец удивлённо и молча всё это выслушал и позвал всех домой пить чай. Инцидент был исчерпан. А Толя Ганин стал частым гостем в нашей квартире. В школе на собрании меня, как правило, всегда хвалили, а вот Толе доставалось от классного руководителя. Но зато я разглядел ещё одну сторону своих родителей.
Я заканчивал восьмой класс. Большинство из нашего класса уже решили, что покидают школу и идут кто в техникум, кто работать, кто в художественное училище, а я собирался в девятый класс. Но в один день всё перевернулось. Однажды, когда прозвенел последний звонок, в класс вошёл классный руководитель и попросил всех мальчиков задержаться, девочкам тоже не возбранялось остаться. В класс вошёл военный (я тогда не разбирался в званиях) и стал рассказывать про суворовские военные училища. И тут во мне всё всколыхнулось и я вспомнил свой четвёртый класс. Всё в одну минуту было решено, я иду в суворовское военное училище. Сразу после рассказа я подошёл к офицеру и расспросил, что нужно делать. Он рассказал, куда и когда подойди, какие документы принести и т.д.
Самым сложным было объявить своё решение дома. Когда о своём решение я сказал, то ни у кого не возникло даже мысли, что я могу не поступить. Мама расплакалась, как ты там, а как мы здесь без тебя и т.д. Но потом все успокоились и было решено, что я поступаю. Был ещё отбор в военкомате, была медкомиссия, были самые настоящие проводы в армию, на которых собрался практически весь мой класс, все родственники и даже моя учительница математики. К сожалению, фотографии с этих проводов нет. Но есть фотография моих проводов в академию им. Ф.Э. Дзержинского после окончания КзСВУ, на ней все те же лица, включая Гаврилову А.П. (вторая слева и слева от меня), которая привили мне любовь к математике:



Обилие овощей, солений, салатов, яблок на столе заставили вспомнить, что мои родители в 1957 году получили участок в 6 соток в садовом товариществе Заря. С тех пор все выходные летом, как правило, проводились, как гордо говорили мы, на даче:



На фотографии третий слева это я, а центре мои родители. Вообще дача в советские времена, а для многих и сейчас, была существенным подспорьем в семейном бюджете.
И ранним июльским (или июньским?) утром 1968 года я и ещё несколько мальчишек взошли по трапу на теплоход на подводных крыльях Ракета, который должен был умчать нас в светлое будущее:



Из взошедших по трапу на борт теплохода Ракета, окончить суворовское училище посчастливилось только четверым: Володя Орлов, Саша Усов, Саша Кленин и Ордяков.

II. Казанское суворовское военное училище


Через пару часов нас встречала Казань. А спустя ещё немного времени мы входили на территорию КзСВУ:



По приезде в КзСВУ нам дали несколько дней на подготовку к экзаменам. Экзамены мы сдавали по математике и русскому языку. Сдавали и письменный экзамен и устный. С этим проблем не оказалось. И мне объявили, что я зачислен в училище. Но был ещё и пятый экзамен, вернее, не экзамен, а собеседование по иностранному языку. Это было связано с тем, что в суворовских училищах в те времена изучению иностранных языков предавали серьёзное значение. По окончанию училища можно было получить удостоверение военного переводчика.
В училище велось обучение на двух языках: английском и французском. В школе я учил английский язык, и у меня была твердая четвёрка. Каково же было моё удивление, когда на собеседовании мне сказали, что у меня нулевые знания и что я буду учить французский язык. Удивление было, но расстройства не было. Учить французский язык язык Великой Французской революции, Парижской Коммуны! Что может быть лучше!,- думал я. А еще вспомнилось, как в пятом классе я очень хотел учить испанский язык, язык свободный Кубы, язык, на котором разговаривали Фидель Кастро и Че Гевара. И здесь мне казалось, что французский язык намного ближе к испанскому, чем английский. К французскому языку мы ещё вернёмся чуть ниже.
Я был зачислен в 3 взвод 7 роты (на фотографии третий ряд снизу, восьмой справа). Командиром роты был подполковник Харченко Б.К. (второй ряд снизу, шестой справа), а командиром взвода майор Беседин А.Г. (второй ряд снизу, четвертый справа):



На фотографии наш командир ещё в звании майора. Подполковника он получит чуть позднее, в октябре 1968 года.
Начальником Казанского суворовского военного училища был генерал-майор Смирнов А.П., участник Великой Отечественной войны, участник Сталинградской битвы. Мне на всю жизнь запомнились его слова, звучащие как напутствие:
Посеешь поступок пожнёшь привычку.
Посеешь привычку пожнёшь характер.
Посеешь характер пожнёшь судьбу
Сколько раз по жизни мне приходилось видеть подтверждение этих пророческих слов.
Когда экзамены были позади, когда мы получили форму и удостоверения суворовцев, было ещё одно собеседование, на этот раз на спортивную тему. Меня спросили, занимался ли я спортом и каким, я рассказал что занимался в баскетбольной секции и в секции самбо, а также получил III разряд по шахматам. Мне сказали, что баскетболист из меня с моим ростом так себе, а борцов в училище хватает. А вот то, что у меня разряд по шахматам, это здорово. Меня включили в группу шахматистов, которые после занятий, а также в выходные дни ходили в Дом Офицеров в шахматную секцию. Это, конечно, было что-то, у всех трехмесячный карантин без права выхода в город (без увольнительных), а ты имеешь это право выхода. А навыки самбо, естественно, пригодились на занятиях по рукопашному бою.
Но моя спортивная эпопея имела продолжение. Пришло время сдавать нормативы по ВСК (военно-спортивному комплексу). Это аналог комплекса ГТО (Готов к Труду и Обороне).
После забега на дистанцию 100 метров меня подзывает к себе преподаватель капитан Дергоусов Ю.И. и спрашивает, где я занимался бегом. Мой ответ, что это мой первый забег на 100 метров, его очень удивил. В этот момент мне было 15 лет, время я показал 12 секунд и бежали мы на стадионе по гаревой дорожке в обыкновенных кедах. С этого момента я стал тренироваться на спортивной дорожке. Пришлось мне выступать и на центральном стадионе г. Казани. Но особенно запомнился выигрыш нашей команды майской легкоатлетической эстафеты, посвященной Дню Победы (я в первом ряду третий слева):



Немножко было обидно, что нам за первое место выдали Кубок, а за второе и третье места участникам команд выдали спортивные костюмы. Но посмотрите на наши лица мы все счастливы.
Если говорить о физической подготовке, то надо всё же сказать и о лыжах. Когда наступала зима, мы начинали бегать на лыжах 5 и 10 километров и бегаешь до тех пор, пока не выполнишь норму II разряда. У нас во взводе был Серёжа Лазарев (на фотографии он на переднем плане, а я справа), родом из г. Сочи:



При этом у него были определённые успехи в легкой атлетике. Например, в высоту он брал 175 сантиметров. Но вот лыжи ему не давались, до училища он ни разу не становился на лыжи. Парень он был упёртый (в хорошем смысле этого слова) и с утра до ночи ходил и ходил на лыжах, а мы ему помогали. И он выполнил норматив. После училища он отказался от военной карьеры и в итоге стал парапсихологом, мало в чём уступающим Чумаку и Кашперовскому. Написав о Сергее, я вспомнил случай, произошедший со мной в училище. Как-то я прогуливался по нашему парку и вдруг как наяву вижу, как у моего родного брата Сергея лопается аппендицит. Я остановился как вкопанный. Что делать, как сообщить домой? Сотовых телефонов тогда не было. Да что сотовые, обыкновенные телефоны были ещё редкостью! В итоге, я решил, что это просто блажь, а через три дня (именно столько шли письма из дома в училище) получил письмо от родителей, в котором они сообщали, что у Сергея вырезали гнойный аппендицит, хорошо, что скорая помощь приехала быстро и успели отвести его в больницу. Может, мне тоже надо было в экстрасенсы податься?
Надо сказать, что все офицеры училища имели отличную физическую подготовку. Вот несколько примеров. Начальник училища генерал-майор Смирнов выезжал вместе с нами зимой в лагеря, вместе с нами рыл в заснеженном поле окопы и бросался вместе с нами в атаку вслед за танком. При этом он часто рассказывал, что именно отменная физическая подготовка спасла его от гибели под Сталинградом. Рассказывал он так, показывая рукой на левую грудь, где у него был шрам: когда сердце сжалось, в грудь вошла пуля, которая пролетела мимо сердца. После того как пуля вылетела, сердце разжалось и он продолжил бой.
Или наш ротный подполковник Харченко Борис Кузьмич. Как-то кто-то из нас что-то натворил и в воспитательных целях была объявлена тревога (дело было летом в летних лагерях и в 30-градусную жару). Рота была построена в полной выкладке (скатка шинели, автомат, противогаз). После этого прозвучала команда одеть противогазы и начался марш-бросок на 3 километра. Наш командир роты бежал вместе с нами и при этом следил, чтобы никто не снимал противогаза. Можно сказать, что это жестко, но мы так не считали. И какое было удовлетворение, когда мы это сделали и нас распустили. Можно много рассказывать, а ещё лучше написать отдельную книгу.
А теперь вернёмся к французскому языку. Обучение велось в хорошо оборудованных лингафонных кабинетах по группам. В каждой группе было не более 12 человек. Мне хорошо запомнилось первое занятие. Наше первое занятие началось с того, что преподаватель Милорадовская Е.А. предложила надеть наушники и послушать текст с пластинки. Я тоже внимательно слушал, но смог, как мне казалось, понять только два слова: Илья и Баку. И когда меня преподаватель спросила, о чём шла речь на пластинке, я ответил, что про какого-то Илью, приехавшего или жившего в Баку. Меня ждало разочарование. Оказывает Баку это не Баку, а beaucou в смысле много, а Илья тоже не Илья, а предложение il a в смысле он имеет. Так началось мое изучение французского языка. Учили нас прекрасно. Вообще мы стремились учиться, была какая-та хорошая состязательность. У меня был спарринг партнёр (если так можно выразиться) Серёжа Оглоблин, с которым мы соревновались, кто больше из нас получит отличных оценок за день, неделю и т.д.:



Сергей окончил училище с золотой медалью. А меня подвёл русский язык, несмотря на все старания нашего любимого преподавателя Смирновой Ноны Владимировны. Каждый день задавали выучить наизусть несколько страниц текста. Мы сами стремились пополнить свой словарный запас. Ряд предметов (например, астрономия, география) нам давали не на русском языке, а на том языке, который изучаешь. Естественно, была иностранная литература и военный перевод. В итоге, я выпустился из училища с удостоверением военного переводчика:



Помимо удостоверения переводчика я получил водительское удостовение и даже охотничий билет. К взрослой жизни по окончании КзСВУ я был готов, мог работать киномехаником, водителем и даже переводчиком.
Были и другие и комические, и трагические, и трагикомические случаи. Тут нашлась одна из моих записных книжек (дневник), там много чего интересного есть.
Первый мой отпуск домой в декабре 1968 года мог завершиться трагедией. Вместе со мной поступил в КзСВУ еще один юноша Кленин Саша, сын одного из офицеров Чебоксарского военкомата. Кстати, впоследствии он был участником той победной эстафеты (на фотографии второй справа в первом ряду).
Так вот, отец Саши Кленина на зимние каникулы прислал за ним машину ГАЗ-69 (газик/козлик), в которой приехали его мама и мой отец. Это было неожиданно и приятно.
И вот мы впятером отъехали от училища в сторону Чебоксар, а перед самым выездом из Казани решили пообедать в придорожном кафе (стекляшке, как их тогда называли). После обеда, удобно устроившись в машине, тронулись в сторону Чебоксар. Но мы не проехали и ста метров, как вдруг, кувыркаясь, полетели в кювет. Что же произошло? Был яркий солнечный и морозный день. Только что прошел снегопад. А вслед за снегопадом пошли грейдеры, которые расчистили не только дорогу, но и сравняли с дорогой кювет. А обрыв был приличный. И водитель, не подозревая этого подвоха, чуть-чуть прижался к правому краю дороги и мы полетели вниз. Первое, что я запомнил, это крик моего отца (машина лежала на крыше):- Володя, ты жив? Когда я откликнулся, он сумел выбраться из машины и вместе с водителем помог выбраться с заднего сидения и нам. Зрелище было печальное, машина лежит на крыше, лобового стекла нет, а у нас все лица залеплены осколками стекла. Но никто ничего не сломал, никто не порезался и кроме синяков никаких увечий никто из нас не получил. А наверху, на дороге, уже остановилось несколько машин и среди них был подъёмный кран. Когда стоящие наверху люди поняли, что с нами всё нормально, то стали думать, как нас вытащить. Решение было простым, кран опустил стрелу, водитель подцепил машину и её вытащили. Мы выбирались сами по заснеженному откосу. Оказалось, что машина на ходу, завелась с полоборота. Встала дилемма, ехать дальше в Чебоксары, но нет лобового стекла, на улице 20-градусный мороз и скоро начнёт темнеть. Либо где-то искать возможность достать и вставить стекло. Сколько на это уйдет времени неизвестно. Не забывайте на дворе 1968 год, Мы решили ехать в Чебоксары. А поскольку стекла не было, то ехали медленно. У Саши Кленина стали замерзать ноги. Как сейчас помню, как его мама всю дорогу их отогревала у себя на груди. Но худо-бедно мы добрались до Чебоксар. Мы с отцом поднялись на четвёртый этаж и позвонили в дверь. Дверь открыла мам и тут же присела, увидев нас, только и сказала:- Что с вами? Наши лица были синие, сплошной синяк. Но стол был накрыт, бульон для пельменей кипел. Жизнь продолжалась.
В суворовском училище нам, естественно, запрещали употреблять спиртные напитки и курить. Причём, наш взводный майор Беседин А.Г. говорил так:- Лучше выпить сто грамм водки, чем выкурить сигарету. Сам я курить начал только в 20 лет. Но любители побаловать сигаретой у нас во взводе были. И вот как-то утром после завтрака, но перед занятиями два моих товарища Андрей Николаев и Игорь Шишов, дают мне ключ от туалета, в котором шёл ремонт, и просят их закрыть там минут на десять, что я и сделал (третий слева я, четвёртый Игорь Шишов и пятый Андрей Николаев):



Но случилось непредвиденное я забыл про них. Удивительно и то, что за весь день, пока они сидели в туалете, никто про них не вспомнил. Ведь, когда начинались занятия, дежурный всегда докладывал преподавателю о наличии личного состава. И вспомнил я о них, когда рота строилась на вечернюю поверку. При выходе на них было жалко смотреть. Это я о вреде курения.
Был и неприятный случай, связанный с водкой. Однажды в расположении нашей роты нашлась бутылка с водкой и никто не хотел сознаваться, чья это бутылка. А поскольку в город мог свободно в рабочие дни (помните шахматы, Дом Офицеров) мог ходить только я, то волей неволей тень подозрения пала и на меня. Но спустя несколько дней отцы-командиры всё же разобрались кто и что. Этим человеком оказался суворовец, у которого были проблемы и с успеваемостью. В итоге он был отчислен из училища. Фамилию его называть не буду, но он есть на предыдущей фотографии и это не я.
Пить и курить запрещали, а жениться нет (при достижении 18 лет). И у нас был трагический случай. Один из суворовцев встречался с девушкой и она забеременела. Суворовец оказался не тот и отказался жениться на ней. Девушка бросилась под трамвай. К счастью (хотя о каком счастье может идти речь) она осталось жива, но без ступни. Суворовца отчислили, отправили служить в армию. Это о том, что за свои поступки надо отвечать.
Расскажу ещё один поучительный случай (а таких случаев было много). Летом мы выезжали в лагеря и жили в палатках:



Там, в лагерях у нас проходила и топографическая подготовка. На одном из занятий командир взвода майор Беседин раздал нам топографические карты, предупредив, что они секретные, и поставил всем задачу: какой маршрут пройти, что найти и т.д. Перед выходом на маршрут все карты мы сдали командиру. Но оказалось, не все. Когда я вернулся с маршрута, то увидел бледного своего командира, который первым делом спросил, не брал ли я карту с собой. Тут я узнал, что одной карты не хватает. Тот, кто имел дело с секретным делопроизводством, понимает, о чём идет речь. Но в итоге карта нашлась, один из нас, самый умный, взял карта с собой на маршрут в надежде, что это поможет ему лучше пройти маршрут. Оказалось, не помогло, он пришёл одним из последних, но нервы командиру потрепал. С тех пор я знаю цену секретному делопроизводству. Случались неприятные случаи и при обращении с оружием. Например, однажды наш первый стрелок кандидат в мастера спорта выпустил очередь из автомата перед носком сапога командира роты подполковника Харченко Б.К., когда тот шёл вдоль бруствера окопа, в котором с автоматами наизготовку находились мы, проверяя готовность нас к стрельбе по мишеням.
Приятными моментами нахождения в летних лагерях были заготовка берёзовых веников для отцов командиров и ловля карасей трёхлитровыми банками. Не обходилось и без самоволок до ближайшего посёлка Дербышки на танцы.
Суворовское училище было только ступенькой во взрослую жизнь. Надо было думать, кем же я хочу стать? В 1968 году выходит фильм Мертвый сезон, а в газете Комсомольская правда публикуется серия статей о советских разведчиках, если мне память не изменяет, об Абеле и Киме Филби. В 1969 году произошли кровавые события вокруг острова Даманского на Дальнем востоке. Как мы все рвались туда, на Даманский. Я решил для себя, что должен стать разведчиком. Всё шло к тому, что так и будет. Командир роты и командир взвода знали о моём заветном желании. Когда началась учёба в 11 классе, меня вдруг вызвали на собеседование. Как я потом узнал, пришла разнарядка в Приволжский военный округ на два места в высшую школу КГБ. Просмотрено было 600 (шестьсот) кандидатов и выбор пал на меня и еще одного суворовца, у которого отец служил в Комитете. Я был счастлив. Но когда в суворовском училище узнали, что я согласился идти в высшую школу КГБ, началось что-то для меня непонятное, преподаватели стали отговаривать. Кто говорил, что надо идти в академию связи, кто в академию химзащиты, кто в Можайку и т.д. И все говорили, что я зарываю свой талант, кто в математике, кто в физике, кто в химии и т.п. Но я стоял на своём и проходил различные комиссии. Однажды приехал ко мне отец и как обычно остановился у родителей Андрея Николаева. Его родители преподавали в ветеринарном институте, отец был профессором, мать доцентом (по крайней мере, так у меня отложилось в памяти) (слева на право моя мама, мама Андрея Николаева, Андрей, мой отец, внизу мой брат Сергей) и дружили с моими родителями:



И вот, когда я пришел к ним в гости и мы все сели за обеденный стол, опять поднялся разговор о том, где мне дальше учиться. Николай Сергеевич, отец Андрея, сказал: Представляешь, Володя, пройдет время и ты окажешься вот также за столом, но как только ты сядешь за стол, все замолчат и ты почувствуешь себя очень неуютно. И сейчас ты не горячись, а подумай хорошенько. Когда мы остались с отцом вдвоём, он мне сказал: Володя, а может они правы, они же грамотные люди в отличие от нас с матерью, может, правда не стоит туда идти. Эта была последняя капля. Я сказал, что хорошо, я откажусь от предложения учиться в вышке, но куда я пойду, пока не знаю. Потом у меня состоялся тяжелый разговор, тяжелый для меня, что я не оправдал оказанного мне доверия, с направленцем, который курировал отбор кандидатов в вышку. Мне кажется, он понял меня и когда он спросил, а кто, если не я, то я, не задумываясь, назвал Сережу Оглоблина. Так и случилось, Сергей пошёл вместо меня. Позже в Москве мы с ним встречались, а потом потерялись.
Надо было решать куда идти. Была мысль податься в медицинскую академию им. С.М.Кирова, то тут на глаза в газете Красная Звезда попалось объявление о наборе слушателей в Военную Академию им. Ф.Э.Дзержинского. Я срочно написал туда письмо с просьбой прислать условия приёма. И мне пришла бандероль с буклетом и программой вступительных экзаменов. Надо сказать, что в училище никто ничего не знал про эту академию. Но для меня всё было решено. Это учеба в Москве, есть факультет связи и радиоэлектроники, и самое главное это название им. Ф.Э.Дзержинского, где-то рядом с моей мечтой о подвигах разведчика. Да, о подготовке программистов там не было ни слова. Да я ещё и слова такого не знал. Меня опять стали отговаривать, но я уже не обращал внимания. Предпринял попытку меня отговорить и наш командир взвода майор Беседин А.Г. Он говорил следующее: Володя, у меня товарищ служил на острове Земля Франца Иосифа, там, куда продукты питания завозят раз в полгода. И вот настал момент, когда ему удалось вырваться оттуда и поступить именно в академию Дзержинского. Каково же было его разочарование, когда после окончания академии его снова направили на этот остров. Я не знал, что академия им. Ф.Э.Дзержинского готовил ракетчиков. Но теперь уже ничто меня не могло заставить сменить решение. Перед самым окончанием училища наш преподаватель математики Егорова Л.Ф. сказала, что сразу после выпускного начинаем готовиться к экзаменам. Но я ответил, что сразу после выпускного еду к родителям, а оттуда в академию. К поступлению я готов. Мне показалось, что её обидел мой отказ. Но в итоге я оказался прав.
В один из последних дней пребывания в училище вдруг ко мне подходит суворовец из соседней шестой роты, золотой медалист Женя Арсентьев. Он спросил: Это правда, что ты едешь в академию Дзержинского? Получив положительный ответ, он предложил идти в академию вместе. Оказалось, что его родной старший брат преподает в академии химию, имеет воинское звание полковник и ученую степень доктора наук. Мы договорились встретиться у академии, дай бог памяти, числа 30 июня 1971 года. Я всё ещё не знал, что с сентября 1971 года в академии начинается подготовка военных инженеров-программистов
Сейчас я понимаю, что у меня было три реперных точки, которые привели меня на стезю программирования: поступление в КзСВУ, отказ от учебы в высшей школе КГБ и встреча с Женей Арсентьевым. Но самое главное, это те глубокие знания, которые я получил в Казанском суворовском военном училище. Огромное спасибо нашим педагогам:



Перед выпуском из КзСВУ нас переодели в новенькую парадную курсантскую форму, выдали проездные, предписания и мы убыли во взрослую жизнь.

III. Поступление в Военную академию им. Ф.Э.Дзержинского


По дороге в ВАД я на несколько дней впервые в курсантской форме заскочил к родителям домой:



Но отпуск летом 1971 года был чисто символическим. И уже через несколько дней меня провожали в аэропорт на самолёт до Москвы. Отец настоял как всегда (за что я ему глубоко благодарен) на общей фотографии:



И вот я уже в Москве стою у КПП (контрольно пропускной пункт) академии им. Ф.Э.Дзержинского, жду Женю Арсентьева:



На этой фотографии ещё слева видна гостиница Россия. Подошёл Женя и сказал, что брат предложил пожить пару дней у него дома, пока в академии всё устаканится с приёмом абитуриентов. В Москве я был в самом раннем детстве в далёких 1957-58 годах. Поэтому для меня всё было вновь. Как оказалось, многое и для Евгения. Всё началось у нас с ним с комического случая. Когда мы приехали в дом брата Жени, то надо было подниматься на лифте (до этого на лифте я ездил раз-два и то на один-два этажа). Здесь надо было подниматься повыше. Когда мы вошли в лифт, то пол, естественно, но не для нас, опустился. Мы нажали нужный этаж и поехали, но тут кто-то из нас предложил давай подпрыгнем! И мы сделали это. Как результат, лифт остановился. Вокруг никого. Что делать, не знаем. На наше счастье минут через тридцать мимо проходила старушка, увидев нас, запричитала, опять сломался. Сейчас я вызову лифтера. Пришёл лифтер, открыл дверь и мы выползли (именно выползли) из лифта. Никто и не подумал, что это мы по своей провинциальной безграмотности сломали лифт. Вечером из академии вернулся полковник Арсентьев, мы поужинали и он сказал:-
В академии открыт новый факультет, на котором будут готовить специалистов по программированию.

Что это такое он толком не понимает, но чувствует, что за этим стоит большое будущее и его нам совет держать путь на второй факультет на специальность Программирование. Но если младшему Арсентьеву как золотому медалисту требовалось только его желание, то мне еще предстояло сдать экзамены.
Через три дня я прихожу в академию и начинаю искать приёмную начальника II факультета. Заблудиться в коридорах академии не составляет труда. И тут навстречу мне идет курсант в повседневной форме, сапоги блестят, форма отутюжена и самое главное с суворовским знаком. Мне показалось, что этот курсант учится здесь уже не первый год и я обратился к нему за помощью, спросив, куда и как пройти. Это сейчас я сразу вспоминаю Фросю Бурлакову из кинофильма Доживём до понедельника, а тогда этот курсант всё уверенно мне рассказал и показал и мы расстались. Каково же было моё удивление, когда на письменном экзамене по математике (я уже по традиции собирался сдавать работу и выходить из аудитории) меня кто-то потрогал сзади по плечу. Я оглянулся и увидел того курсанта, который так толково мне всё объяснил. Он меня попросил не сдавать работу, не уходить и помочь решить его задачу. Я выполнил его просьбу. Николай Гудим (на фотографии он слева), именно так его звали, в итоге тоже поступил в академию:



Мы с ним учились в одном отделении. Он стал старшиной курса (сержантом), а я заместителем командира взвода (младшим сержантом). Но об этом в следующей части. В итоге я сдал все экзамены отлично:



Всего в 1971 году было набрано два отделения программистов, которые с сентября 1971 года начали обучение по этой специальности. А еще было три отделения, где готовили инженеров по эксплуатации электронно-вычислительных комплексов.
На фотографии ниже моё отделение (я третий слева во втором ряду снизу, Коля Гудим второй справа во втором ряду сверху):



IV. Послесловие к первой части


После окончания академии наши пути с Колей Гудимом разошлись. Но спустя шесть лет, после того как я послужил в ГРУ (так или иначе, но я следовал своей мечте), защитил в 1982 году диссертацию по системам управления распределёнными базами данных в той же Дзержинке, мы с ним встретились в 4-м Центральном научно-исследовательском институте Министерства Обороны (4 ЦНИИ МО). Но об этом речь пойдет в следующей части:



В ней будет рассказано не только о том, как меня учили на программиста и как я становился программистом, но и как я ловил диверсантов, как я защищал кандидатскую диссертацию, а председатель Ученого Совета доктор технических наук и т.д. и т.д. Юрий Васильевич Крючков предложил присвоить мне стазу степень доктора технических наук, как мы планировали создать глобальную сеть, и что нам помешало, как искал специалистов по сетевых технологиям в союзных академиях наук, а нашёл в провинциальном российском городе Киров, и о многом другом.
Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru