Ничто не предвещало

Прогнозы на лето 2010 года были спокойными: директор Гидрометцентра РФ Роман Вильфанд 24 мая 2010 года заявил РИА Новости, что предстоящее лето в европейской России будет около и теплее климатической нормы. Вместе с тем, он отметил, что предсказать, будет ли поставлен рекорд температуры, ученые пока не могут.

«По нашим оценкам, они имеют вероятностную подоплеку, на практически всей европейской территории России ожидается температурный фон около и выше нормы», — сказал Вильфанд. По его мнению, предсказания экстремальной жары находятся за пределами современных научных знаний.

Как это было

Однако уже с июня в европейской части России сложилась чрезвычайная ситуация в связи с сильнейшей засухой и жарой. Два месяца над европейской частью страны стоял антициклон, принесший жару до плюс 40 градусов. В московском регионе в июне было побито два температурных рекорда, в июле — десять, в августе — восемь. В частности, 29 июля 2010 года был установлен абсолютный рекорд температуры для Москвы за все время метеонаблюдений — 38,2 градуса.

В европейской части страны полыхали сильнейшие природные пожары, вызванные аномальной жарой. В 19 субъектах федерации пострадали 199 населенных пунктов, сгорели 3,2 тысячи домов, погибли 62 человека. Общий ущерб составил свыше 12 миллиардов рублей. Из-за торфяных пожаров смог повис над Москвой и многими другими городами.

Жара погубила посевы на 17% от общей площади или 30% от всей посевной площади зерновых культур на территории РФ. Урожай зерна сократился на треть — до 60,5-61 миллиона тонн зерна в чистом весе против 97 миллионов тонн в 2009 году.

Директор Гидрометцентра назвал метеорологическую ситуацию в стране «катастрофической». По его словам, вероятность того, что в Центральной России летом температура будет достигать 36-40 градусов настолько мала, что это может происходить примерно раз в 5 тысяч лет.

Ни один метеоролог в прошлые годы не поверил бы, что температура в России может превысить климатическую норму на 7-8 градусов, говорил Вильфанд. По его мнению, то, что сейчас происходит, находится за пределами возможного.

Глава Росгидромета Александр Фролов заявляет, что его ведомство располагает «архивом» опасных погодных ситуаций за тысячу лет, полученным путем анализа озерных отложений. И за все это время ничего подобного на территории России не происходило.

Кто виноват?

Непосредственной причиной экстремальной жары стал блокирующий антициклон — область высокого давления над европейской частью страны, которая не пропускала холодный и влажный воздух из Западной Европы и с Атлантики. Кроме того, в зоне антициклона сохранялась безоблачная погода, что еще больше усиливало жару.

Такие антициклоны — не редкость, однако обычно они разрушаются за семь-десять дней. В этом случае антициклон оказался аномально устойчивым — он держался около 50 дней — с 21 июня до середины августа. Однако что стало причиной такой аномалии, не удалось выяснить до сих пор.

Американские метеорологи ранее заявляли, что само по себе глобальное потепление здесь ни при чем. Сотрудники Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) отмечали, что непосредственной связи между потеплением, вызванным выбросами парниковых газов в атмосферу планеты, и возникновением такой блокировки нет.

Метеоролог Майк Блекберн (Mike Blackburn) из британского университета Рединга заявил, что антициклон «засиделся» в центральных районах России из-за изменения конфигурации высотных струйных течений (извивающихся потоков очень сильных ветров на высотах от 7 до 16 километров) в атмосфере.

Летом 2010 года метеорологи заметили изменения в поведении струйных течений. Обычно волны на них сдвигались к востоку, «сгребая» за собой погодную ситуацию в целом. Однако в середине июля эти волны «застопорились».

В Пакистане эта ситуация совпала с летним муссоном, который из-за «замершей волны» на струйном течении принес больше дождей на север страны, что и привело к наводнениям. С другой стороны, петля течения, долго остававшаяся над Россией, обеспечила постоянный приток горячего сухого воздуха из Африки и экстремальную жару.

Никто не знает

Сейчас, спустя почти год после летней катастрофической жары, метеорологи все еще не могут с уверенностью сказать, что заставило блокирующий антициклон так долго оставаться на месте.

«Никто не знает по большому счету. Есть какие-то догадки», — признался РИА Новости доктор Владимир Рябинин, старший научный сотрудник Всемирной программы исследования климата (World Climate Research Programme — WCRP) ВМО.

По его словам, исследования на моделях, проведенные в США, показали, что сами по себе последствия задержки антициклона хорошо описываются наблюдавшимися условиями, не нуждаясь в дополнительных воздействиях.

«Одна из групп в США проводила исследование нашей блокирующей ситуации. Они показали, что если 50 дней она будет стоять, то в результате без каких-то дополнительных факторов, связанных с изменением климата, она и нагреется так как она нагрелась. В этом отношении ничего экстремального не произошло. Законы физики соблюдались», — сказал ученый.

Хотя исчерпывающего объяснения произошедшего никто еще не предложил, Рябинин выдвинул гипотезу, согласно которой аномально устойчивый антициклон в России — проявление более общего процесса беспрецедентных изменений, происходящих в океане и атмосфере планеты.

Одним из важнейших явлений, определяющих течения воздуха в северном полушарии, является так называемый западный перенос — воздушные массы над Европой, как правило, двигаются с запада на восток. Этот перенос в обычной ситуации и не дает антициклонам над Россией «жить» слишком долго.

Рябинин поясняет, что западный перенос возникает из-за того, что Земля вращается. «Из-за того, что ось наклонена, и в результате экватор нагревается больше, чем полюса, соответственно, возникает термический градиент (разница температур), который приводит к этому западному переносу. И интенсивность западного переноса в значительной степени связана с перепадом температур экватор-полюс», — сказал метеоролог.

Климатические сдвиги

«Сейчас полюса нагреваются, градиент температуры уменьшается, поэтому циркуляция достаточно сильно меняется. Западный перенос становится в целом слабее, становится более подвержен меридиональным возмущениям», — добавил он.

Ослабление западного переноса ведет к тому, что сложившаяся схема циркуляции «разбалтывается», чаще возникают экстремальные явления.

«Зимы, которые наблюдались и в России, и здесь (в Европе), стали другими. Либо значительно холоднее, чем мы привыкли в последние годы, либо наоборот — все тает. Среднестатистическая зима становится менее “популярной”, становится больше отклонений. Вторжений холодного воздуха из Арктики, интрузий, становится больше. Будет больше и оттепелей», — говорит Рябинин.

Изменения происходят не только в Европе — меняется атмосферная циркуляция в Атлантике и в Тихом океане, меняется характер Эль-Ниньо (аномальное потепление поверхности воды в южной части Тихого океана, которое влияет на погодные условия во всем Северном полушарии), парадоксальные процессы происходят в Арктике, где таяние льда ведет к похолоданиюна континенте.

МОСКВА, 27 мая — РИА Новости, Илья Ферапонтов

Подробнее:http://news.mail.ru/society/5995766/

Очень неправильный футбол Предположим, вы проворонили важный футбольный матч, но у вас есть друзья, которые матч смотрели и уже выстроились в очередь, чтобы изложить вам ход событий.

Друзья — яркие и замечательные люди, все со своим характером: один любит приукрасить, другой приврать, третий сфокусироваться на деталях, четвертый — вдариться в теорию, пятый путает хронологию голов, но помнит все штрафные и т.д. Как бы то ни было,

сопоставив версии и отфильтровав «шумы», вы, в конечном итоге, сможете составить более менее реальное представление, как именно развивались события на поле.

К некоторому сожалению, вы заметили в очереди друга N, чьи версии футбольных матчей с каждым разом все больше отличаются от остальных, а полезной информации несут все меньше. Один раз N уделил неоправданно много времени описанию формы облаков над стадионом, другой — установил точную корреляцию между числом голов и числом неработающих прожекторов, а то и поразил вовсе, заявив, что на воротах стоял он сам, тренером соперников был папа Римский, игра была никудышной, и сейчас он срочно убегает в зоопарк смотреть розыгрыш Кубка УЕФА между пингвинами.

До поры до времени все это походило на чудачество, пока вы с друзьями не узнали, что N действительно устроил дебош в зоопарке, потом потерял работу, жена от него ушла, а сам он ведет все более отчужденный образ жизни — замкнулся, погрустнел, стал коллекционировать плюшевых пингвинов, на звонки не отвечает…

Стремясь помочь N, но отчаявшись найти с ним общий язык, вы с друзьями обращаетесь к специалистам, чтобы узнать примерно следующее.

Как бы ни был безобиден спектр шизоподобных состояний, захватывающих область «нормы», развитые проявления поведенческих феноменов, имеющих место в случае с N, относятся уже к области патологических дисфункций, чьи носители

могут стать совершенно недееспособными, как испытывающими, так и причиняющими страдания людьми.

На вопрос, можно ли вернуть N из его миров в футбольный клуб нормальных людей, специалисты разведут руками. Несмотря на множество теорий — от экзотичных (сознание шизофреника неконтролируемо расползается по огромному числу параллельных историй), до более практичных (генетически обусловленные нарушение в дофаминовой регуляции нейронов мозга), механизмы, продуцирующие подобное поведение, не ясны. Так что рассчитывать на успешную коррекцию не приходится: шизофренические симптомы, используя соответсвующие лекарства, купировать можно, но, во-первых, не навсегда, а во-вторых — ценой тяжелейших побочных эффектов.

<2>В момент уныния, когда стало ясно, что случай N представляет собой большую и нерешенную научную проблему, в светлую голову одного из ваших друзей — специалиста по искуственному интеллекту, нейронным сетям и автоматизированным трейдерским системам — приходит замечательная мысль.

Раз самообучающиеся экспертные системы, имитирующие работу нейронной сети мозга, демонстрируют неплохие результаты в изучении рынка и прогнозировании курса акций, почему бы не построить робота-рассказчика — нейронную сеть, умеющую запоминать и пересказывать правильно, но своими словами, истории футбольных матчей?

Далее, изучив ошибки и отклонения, которые допускает при пересказе матчей N,

можно попытаться имитировать похожие отклонения в нервной системе робота, меняя параметрические настройки узлов нейронной сети.

Постепенно, методом подбора, можно будет установить, какой именно из ансамблей в нейронной консерватории N при упоминании, скажем, последней победы «Спартака», вместо положенного клубного гимна начинает играть марш Мендельсона. Таким образом, указав специалистам, что именно сломалось в голове у N и что именно надо там подправить, можно повысить шансы на его скорейшее возвращение в лоно адекватных футбольных болельщиков.

DISCERN — «правильный» и «шизофренический» нейрокомпьютер Именно по такому пути пошли Юлай Грейсманн и Ристо Миккулайнен с факультета компьютерных наук Университета штата Техас (США), возглавившие смешанную исследовательскую группу по изучению шизофрении из специалистов по искусственным нейросетям и сотрудников факультета психиатрии Йельского университета. Они построили искусственную нейронную сеть под названием DISCERN, которая умеет запоминать и пересказывать истории, обучили ее, и затем обкатали на ней несколько гипотетических нейродисфункций, предположительно ответственных за развитие шизофрении, сравнивая произведенные эффекты с реальными отклонениями, наблюдаемыми в группе больных шизофренией.

Результаты эксперимента опубликованы в журнале Biological Psychiatry.

В отличие от классического компьютера, записывающего истории «как есть» в свою память или индексирующего их отдельные общие элементы (скажем, слова или даже буквы) в бесконечно масштабируемой базе данных,

нейросеть DISCERN воспринимает, запоминает и воспроизводит информацию, руководствуясь «правильными» взаимосвязями между отдельными элементами и имитируя, таким образом, работу реальных нейроансамблей мозга.

Нашему выбору слов, более подходящих друг к другу «по смыслу», в искусственной нейросети соответствует выбор статистически более вероятных связей между элементами сети. Фиксация «правильных» взаимосвязей достигается посредством обучения нейросети.

<3>Сердцем DISCERN-архитектуры является «генератор историй». При ближайшем рассмотрении им оказывается классический многослойный перцептрон (см. иллюстрацию), знакомый нам по эволюционирующим швейцарским роботам. В случае швейцарцев задачей перцептрона было воспринять внешнюю информацию (слой нейронов «входа»), установить правильные связи (промежуточный скрытый слой — «найти кубик») и продуцировать решение (нейроны «выхода» — подъехать к кубику и транспортировать).

У DISCERN на нейроны входа подается информация из модуля эпизодической памяти, а слой «выхода» связан одновременно с эпизодической памятью и «генератором предложений». В ходе многочисленных циклов обучения швейцарский перцептрон учился узнавать и транспортировать кубики, в случае DISCERN — «корректно» воспроизводить истории, которые запоминала нейросеть.

Начиная обучение сети со случайных стартовых конфигураций нейросвязей, можно получить различные типы рассказчиков, которые будут излагать одну и ту же историю чуть-чуть отличными способами — так же, как немножко по-разному пересказывают один и тот же матч ваши друзья.

Техасцы ограничились тридцатью конфигурациями (хотя их может быть сколь угодно много), которые они назвали «экземплярами» — собственно, это и есть виртуальные личности-рассказчики.

Синдром гиперобучаемости мозга — главная причина навязчивого шизофренического бреда? В общей сложности тридцать экземпляров DISCERN научились оперировать лексиконом из 159 слов, пересказывать 28 историй объемом от трех до семи простейших предложений каждая и отличать «плохие» истории от «хороших». Истории делились на автобиографические «положительные» о докторе (пример: «Я был доктором / Я работал в Нью-Йорке / Я любил мою работу / Я был хорошим доктором») и «отрицательные» о гангстере («Тони был гангстером / Тони работал в Чикаго / Тони ненавидел свою работу / Тони был плохим гангстером»).

<1>На следующей стадии эксперимента была отобрана группа больных шизофренией (37 человек) и контрольная группа здоровых людей (20 человек). Всем им было предложено прослушать и запомнить три несложных истории, а затем пересказать их — сразу, через 45 минут и через неделю.

После анализа получившихся текстов для обеих групп были составлены сводные профили, фиксирующие замеченные отклонения (подмена лиц, лексические аберрации, изменение сценария и т.д.).

Наконец, на последней стадии эксперимента, посредством измененения параметрических состояний отдельных нейроблоков у тридцати виртуальных рассказчиков DISCERN были зафиксированы те же значения отклонений, что в реальных профилях.

В общей сложности были обкатаны восемь гипотетических нейродисфункций, предположительно ответственных за развитие шизофрении.

Это нарушения, связанные с памятью (разрывы нейросвязей, кортикальный нейрошум, угнетение нейроотклика, гипервозбуждение нейронов), ассоциативные дисфункции (аберрации семантических связей, гиперассоциации, размывание и смешение семантических сигналов) и сигнальные дисфункции (гиперувеличенный отклик мозга на ошибку предсказания или так называемый синдром гиперобучаемости, предположительно провоцируемый увеличенными экспозициями дофамина).

Как выяснилось, только два сценария провоцировали у рассказчиков DISCERN нарушения, сходные с нарушениями, которые наблюдаются у шизофреников в реальной жизни.

Таковыми оказались дисфункции памяти и «синдром гиперобучаемости», когда мозг теряет способность забывать или игнорировать информацию, поддерживая, таким образом, нормальную пропорцию между шумом и сигналом.

<4>Разучившись «забывать», мозг теряет способность отличать значимую информацию от огромного числа возбуждающих сигналов и начинает либо устанавливать связи, которые в реальности (во всяком случае, в реальности нашей Вселенной) оказываются неработающими (пингвины, играющие в футбол — сигнал, полученный при просмотре американского мультфильма «Делай ноги», не игнорированный мозгом и усиленный), либо тонет в море сигналов, не в состоянии организовать их в связную историю.

В случае с рассказчиками DISCERN синдром гиперобучаемости (имитированный посредством увеличения числа циклов обратной обучающей связи с эпизодической памятью) приводил, например, к тому, что

роботы-рассказчики начинали смешивать одни автобиографические истории с другими, подменяя лица (добрый доктор оказывался, например, злым гангстером) и действия (в одной из пересказанных историй хороший доктор обвинил себя в совершении теракта, в другой назвал своим боссом гангстера). То есть продуцировали иллюзорные ситуации, специфичные в симптоматике шизоподобного бреда.

Конечно, результаты виртуальных экспериментов с искусственной нейронной сетью еще не являются окончательным доказательством правильности той или иной гипотезы, объясняющей развитие шизофрении. Однако сам факт, что искусственная нейросеть, функционирующая на сходных с мозгом принципах, в части случаев демонстрирует поведение, сходное с поведением реальных пациентов, открывает перед медициной, получившей в руки такой мощный новый инструмент, как виртуальная экспериментальная психиатрия, весьма захватывающие перспективы.

Все это прекрасно, но парадокс эксперимента заключается в том, что если нервная система роботов будущего будет имитировать человеческую (а именно так пока и происходит), в их футбольном клубе также обязаны появляться странные субъекты, воспринимающие обычный футбольный матч как увлекательную экскурсию в параллельную реальность, из которой, к сожалению, нет пока возврата. 

Автор: Иван Куликов

Подробнее:http://news.mail.ru/society/5999612/