Волны-убийцы и радужные зверушки: научные открытия недели
Откуда в океане внезапно появляются гигантские волны, что удерживает подростков от суицида и как вывести на чистую воду тех, кому тексты пишет ИИ? Ответы на эти и другие вопросы — в нашей еженедельной подборке новостей из мира науки и технологий.
Как появляются волны-убийцы
Тридцать лет назад, 1 января 1995 года во время шторма в Северном море на нефтяной платформе «Драупнер» у побережья Норвегии измерительные приборы зафиксировали первую в истории волну-убийцу. Средняя высота гребней была около 12 м. Платформа была сделана так, чтобы выдерживать валы до 25 м. Правда, вероятность их появления оценивали 1 к 200 000, и, согласно прогнозу, такой мощный шторм мог случиться только раз в 10 тысяч лет.
В 2000 году был создан проект MaxWave — за три недели наблюдений на поверхности Мирового океана было выявлено около десяти одиночных аномальных волн высотой 25–30 метров
Изображение: © Midjourney / промт Валентина Межецкая / «Сириус(Журнал»
Уже не первый год учёные пытаются разобраться в причинах возникновения этого природного явления. Недавно международная группа исследователей завершила анализ данных больше 27 500 волн. Информацию об их высоте, частоте и направлении собирали в Северном море в течение 18 лет. Ранее доминирующей теорией формирования волн-убийц была модуляционная неустойчивость — процесс, при котором небольшие изменения во времени и интервале между волнами приводят к концентрации энергии в одной из них. То есть равномерно распределённая волновая структура смещается — и одна волна внезапно становится значительно больше остальных. Правда, эта теория точна лишь для условий, когда вода движется в одном направлении. Очевидно, что в открытом море или океане энергия может распространяться в разные стороны. При анализе данных, собранных в естественных условиях, признаков модуляционной нестабильности в волнах-убийцах учёные не обнаружили. Зато определили, что самые большие волны провоцируют более простые эффекты.
- Линейная фокусировка — явление, при котором движущиеся с разной скоростью и направлением волны случайно встречаются в одном месте и в одно время. Они как бы накладываются друг на друга, образуя гораздо более высокий гребень.
- Связанные нелинейности второго порядка — естественные волновые эффекты, которые растягивают форму волны, делая гребень круче и выше, а ложбину — приземистее. Большие волны из-за этого искажения становятся ещё выше (на 15–20 %).
Когда такие эффекты накладываются друг на друга, вырастает огромная волна. Эту опасность нужно учитывать при строительстве объектов на воде и судоходстве. Сейчас учёные анализируют данные о волнах с помощью нейросетей, обучая алгоритмы выявлять едва заметные закономерности, предшествующие экстремальным волнам. Так они хотят получить более точные инструменты для прогнозирования появления волн-убийц.
Нанопластик внутри нас
Исследователи из Германии и Австралии создали простой и эффективный инструмент для обнаружения нанопластика — мельчайших невидимых глазу частиц, способных проникать в тело человека через кожу (они даже могут преодолеть гематоэнцефалический барьер). Учёные предложили так называемое оптическое сито — тест-полоску, которая заставляет частицы нанопластика размером от 0,2 до 1 мкм менять цвет и становиться видимыми под микроскопом.
Наноструктуры в десятки раз меньше клеток
Изображение: © Яна Алябьева / «Сириус(Журнал»
Новый метод сокращает время проведения детального анализа, при этом он значительно дешевле других возможных способов обнаружения нанопластика. Для его применения не требуется специальное обучение, а значит, такое решение может стать простым инструментом в экологических исследованиях. Также новый метод позволит проводить анализ крови или тканей на наличие частиц нанопластика.
Стимул жить дальше
Самоубийство — третья по частоте причина смерти молодых людей от 15 до 29 лет во всём мире. Учёные из Великобритании и США решили выяснить, что морально поддерживает подростков и сохраняет в них желание жить. Для этого исследователи опросили более 200 юных (13–17 лет) пациентов психиатрической лечебницы, куда те попали из-за суицидальных наклонностей. Им предложили сформулировать три главные причины продолжить жить. Проанализировав ответы, специалисты выявили общие тенденции и определили основные мотивы.
Самые частые ответы: семья, взаимоотношения с родными, друзьями и домашними животными. Мечты — тоже хороший стимул. Некоторые подростки говорили о желании отправиться в путешествие, освоить профессию или просто узнать, что готовит им будущее. Важной для молодых людей оказалась и независимость, в том числе наличие собственного имущества (машина или дом). Результаты исследования важны для практикующих врачей. Знание о стимулах юного пациента помогает психиатру выстроить разговор и сформировать доверительные отношения.
Домашние животные помогают преодолеть сложные жизненные этапы, связанные с психическими потрясениями
Фото: © Yavdat / Shutterstock / FOTODOM
Радужная шерсть
Более века научный мир был уверен, что существует только одно млекопитающее, у которого шерсть переливается на свету. Речь о животных из семейства златокротовых, которые напоминают грызунов и большую часть времени проводят под землёй. У этих африканских эндемиков, обитающих к югу от Сахары, шерсть на свету переливается зелёным, пурпурным, синим, золотисто-бронзовым оттенками. Происходит это за счёт сплющенной структуры волосков с редуцированными чешуйками кутикулы, где тёмные и светлые слои действуют как многослойные отражатели.
Эффект тонкоплёночной интерференции обычно встречается у растений, бабочек, жуков и птиц. Не чужд он и млекопитающим. Зоолог из Гентского университета Джессика Ли Добсон выяснила, что шерсть тропической болотной крысы тоже «играет» разными цветами под лучами света. Вместе с коллегами она проштудировала историческую литературу, где удалось найти несколько упоминаний подобного эффекта. Первые из них датированы 1890-ми годами, но эти разрозненные наблюдения никто из биологов не учитывал всерьёз, считая их ошибочными.
Бельгийские учёные отобрали образцы шерсти златокротовых и их ближайших родственников, а потом исследовали их с помощью светового микроскопа, направляя луч света на отдельные волоски под разными углами. Затем они проанализировали спектр отражённого света, определив длину волны и цвет. Учёные обнаружили эффект тонкоплёночной интерференции у 14 видов млекопитающих — грызунов и выдровых землероек. О наличии «радужного меха» у шести из этих видов раньше было неизвестно.
Но зачем нужна такая шерсть? Большинство «радужных» млекопитающих проводят много времени под землёй или водой, а гладкая и уплотнённая кутикула волоса позволяет сохранить чистоту. Такая структура шерсти отталкивает грязь, воду и защищает её от механического повреждения при движении под землей. Но, возможно, такой переливающийся мех играет и важную роль в коммуникации между млекопитающими, как это происходит у многих видов птиц.
Почерк нейросети
Нейросети, генерирующие тексты, обучаются на том, что написали люди. Но ИИ обычно использует шаблонные фразы, многочисленные повторы и однообразную структуру предложений. Ещё нейросети часто создают несуществующие ссылки, делают логические ошибки, некорректно переводят с английского языка на русский. Для распознавания машинного происхождения текстов существуют ИИ-алгоритмы, но большинство из них плохо работают с текстами на русском языке и различают только две противоположные категории — текст, полностью написанный человеком, или от начала до конца сгенерированный ИИ. Сложнее всего распознать то, что изначально было создано человеком, а потом пропущено через программу.
Пока тексты за людей пишут нейросетевые программы, а не андроиды, но всё может измениться
Изображение: © Midjourney / промт Валентина Межецкая / «Сириус(Журнал»
Российские учёные создали инструмент на основе большой языковой модели, который по содержанию и стилю текста определяет, кем он был написан — человеком или искусственным интеллектом. Также он выявляет то, что было перефразировано ИИ. Проанализировав около 5 500 русскоязычных материалов, алгоритм сделал правильный вывод в 94 % случаев. При выявлении совместных работ человека и программы средняя точность была немного ниже — 80 %. При этом нейросеть Университета ИТМО не только находит следы ИИ, но и редактирует содержание, «очеловечивая» его.
Сейчас в ИТМО разрабатывают удобный интерфейс для сервиса и готовят пакетную обработку для одновременного анализа сразу нескольких текстов, чтобы ускорить процесс. Сервис полезен для корректной маркировки нейросетевого контента в медиа, проверки работ обучающихся в школах и вузах, а также для корпоративных документов. Демоверсию программы уже можно протестировать.
