Живопись биологии

В эпоху художественных революций и нестандартных дизайнерских решений, характерных для всего прошлого века, оживление интерьера изображением глаза зародыша цыпленка на ранней стадии развития или крупный план колонии раковых клеток могло шокировать разве что неразвитое сознание дремучего обывателя. Тем более что при соответствующей компьютерной обработке эти малопривлекательные куски живой материи вовсе не отвратительны. Эстетическое удовольствие от их созерцания, возможно, будет недоступно тонким ценителям классических пейзажей и натюрмортов, однако сторонники широкого толкования понятия «искусство» вполне оценят художественные достоинства работ, выполненных учеными-биологами.

Точки соприкосновения науки и искусства со всей очевидностью обозначили организаторы выставки «Рост и форма» («Growth and Form»), в настоящее время проходящей в лондонской галерее Two10. Экспозиция состоит частью из работ художников и дизайнеров, частью - из обработанных снимков, полученных в ходе биомедицинских исследований.

Подобная попытка совместить прекрасное и полезное однажды уже предпринималась. Довольно давно, в 1951 году, британским Институтом современного искусства была проведена выставка, во многом спровоцированная идеями биолога-теоретика Д’Арси Томпсона (D’Arcy Thompson). В своей получившей наибольшую известность книге «О росте и форме» («On Growth and Form») Томпсон описывает биологические процессы в математических терминах и выдвигает альтернативную дарвиновской теории эволюции концепцию трансформации живых организмов. Учитывая, что на протяжении всего XX века развивались различные формалистические направления в искусстве, а в живописи, архитектуре и скульптуре активно применялись математические, в частности геометрические, принципы построения объектов и организации пространства, становится понятным то внимание, с которым отнеслись к работам Томпсона художники. Наглядным проявлением этого интереса и стала выставка полувековой давности, на которой результаты научных исследований впервые соседствовали с живописными полотнами.

И вот, спустя пятьдесят лет идея возродилась. Изменилось искусство, но еще больше изменилась наука. Применение в биологии современных визуальных технологий не могло не отразиться на качестве исследований. В то же время усилился и «побочный» эффект. Понятно, что ученые заглядывают в микроскоп из сугубо практических соображений, но в результате они создают не лишенные визуальной экспрессии образы, способные изменить чисто утилитарное представление о науке.

Самые интересные из представленных на выставке снимков сделаны с помощью конфокального лазерного микроскопа. Прежде биологам приходилось резать исследуемый объект, чтобы посмотреть, что там у него внутри. Конфокальный микроскоп позволил избежать «хирургического вмешательства», делая оптические сечения непрозрачных и полупрозрачных субстанций. Препарирование биологических клеток и тканей заключается лишь в том, что отдельные компоненты, скажем белки, помечаются различными по цвету красителями, флуоресцирующими под воздействием лазерного пучка. Принцип работы микроскопа основан на сканировании исследуемого объекта субмикронным лазерным зондом. Пучок лучей лазера проникает на заданную глубину, а точечный детектор фиксирует световое излучение. При этом излучение от точек, лежащих вне фокальной плоскости, не воспринимается, что позволяет добиться высокой четкости изображения определенного сечения. Микроскоп послойно сканирует объект, и с помощью компьютерной обработки полученных данных создается двухмерное изображение с высоким разрешением.

Мы предлагаем взглянуть на самые яркие из творений биологов, а также на некоторые собственно живописные работы, чьих авторов, несомненно, вдохновили результаты биомедицинских исследований. Кто же после этого не признает огромное взаимное влияние творчества современных художников и эстетически мыслящих научных работников?

[i39128]

Написать комментарий (комментариев - нет) | Послать другу

Изведать бранного Арея, или Зрелище Марса

22 июня на пресс-конференции представители NASA продемонстрировали последние изображения поверхности Марса, полученные орбитальным зондом Mars Global Surveyor. На фотографиях, по мнению ученых, видны следы некогда существовавших на планете мощных водных потоков: углубления и области выноса породы и другие сходные с земными особенности рельефа (фото 1). Общественность сочла это заявление сенсационным, но в ретроспективе истории исследования Марса сиюминутное удивление этим открытием несколько бледнеет, - ведь еще не так давно ученые надеялись найти на Красной планете не только воду и следы органической жизни, но и высокоразвитую цивилизацию. Да и в целом вся история исследований Марса больше похожа на историю разочарований.

Патриархи астрономии Христиан Гюйгенс и Уильям Гершель предполагали, что Марс обитаем. В XVII-XIX веках с помощью зрительных труб и телескопов на Марсе были открыты пятна, в которых видели материки, океаны и растительность; были также обнаружены сезонные изменения климата. Великое противостояние 1878 года, когда в своем извечном беге Марс приблизился к Земле так близко, что пугал обывателей небывало ярким свечением на ночном небе, Джованни Скиапарелли обнаружил и составил подробную карту каналов планеты, прорытых, конечно же, марсианами (фото 2). Не все были согласны с его выводами, однако с тех самых пор вплоть до наступления космической эры и ученые, и писатели щедро одаривали человечество научно-фантастическими трактатами и приключенческими романами.

Космические программы исследования Марса стали разрабатываться с начала 60-х годов. Зонды из отечественной серии "Марс" и американской - "Маринер" предназначались для съемки поверхности планеты с близкого расстояния. Телекамеры, спектрометры, магнетометры, датчики пыли, счетчики Гейгера и другие приборы составляли полезный груз космических аппаратов. Первые фотографии принесли разочарование. На снимках не было никаких следов растительности и каналов, поверхность планеты изобиловала луноподобными кратерами. О Марсе стали говорить как о мертвой планете, что сильно ослабило интерес к нему и ученых, и широкой общественности. Однако исследования продолжались. "Марс-2, 3" (фото 4), "Маринер-9" собрали данные об атмосфере и магнитном поле планеты, а также сделали несколько тысяч снимков Марса и его спутников с разрешением около 100 м.

Настоящим прорывом в технологиях исследования Красной планеты стал запуск в 1975 году исследовательских зондов "Викинг". Каждый из них имел орбитальный и посадочный блоки с набором аппаратуры: ТВ-камеры, инфракрасный спектрометр для регистрации водяных паров, радиометр для получения тепловой карты планеты, а также установку для поиска жизни по признакам газообмена и фотосинтеза. Чуть ли не половина наших сегодняшних знаний о Марсе получена благодаря экспедициям "Викингов", продолжавшимся более четырех лет. - Проведена глобальная съемка поверхности планеты, подробно сфотографирован ландшафт, выполнен химический и биологический анализ грунта, в котором не оказалось никаких признаков существования растений, животных и каких-либо органических молекул. Определено, что атмосфера, на 95% состоящая из углекислого газа, содержит кислорода десятые, а водяного пара - сотые доли процента; грунтовые породы состоят из окислов железа и кремния, придающих всей планете характерный красноватый оттенок.

Стремление упорядочить огромный объем данных о Марсе, накопленный к началу 80-х, породило науку ареографию, которая различает полтора десятка типов морфологических образований планеты: равнины, долины (фото 3), каньоны, кратеры, горы, купола и др. Масштабы марсианских объектов зачастую несопоставимы с земными. Например, гигантская вулканическая гора Олимпус имеет высоту 24 км, основание в поперечнике - более 550 км. У этого марсианского вулкана нет крутых гребней и скал, склоны его довольно пологие и относительно гладкие, и лишь у основания встречаются отвесные стены высотой до 6 км (фото 5). Форма многих вулканических гор на Марсе напоминает скорее лепешку, чем привычный конус.

Олимпус - самый большой вулкан в Солнечной системе. Своеобразны также глубокие марсианские долины и каньоны. Долина Маринер при ширине 600 км достигает в глубину 10 км и простирается на добрый десяток тысяч километров; она выглядит гигантским разломом в коре планеты, по краям ветвящимся широкой сетью ущелий (фото 6). А вдали от вулканов и глубоких долин ландшафт плавно переходит в равнину с разбросанными обломками скал и валунами, среди которых часто попадаются причудливые образования, порождающие благодаря игре света и тени фантастические идеи и предположения.

Одним из побочных результатов миссии "Викингов", вызвавших, однако, широкий резонанс, можно назвать возрождение древней мечты о марсианской цивилизации. Причиной тому стал один удивительный снимок области Кидония, известный как "Лицо на Марсе" (фото 7). Многочисленные оккультисты и теософы, уфологи и домохозяйки взялись за расшифровку послания человечеству от цивилизации Марса "времен Атлантиды и Лемурии". Снимок так заинтриговал ученых, что в плане следующей орбитальной миссии Mars Global Surveyor даже был предусмотрен эксперимент по детальной съемке этих участков. Однако, как и ожидалось, знаменитое "лицо", пятнадцать лет будоражившее воображение многих людей, оказалось игрой светотени.

Исследовательский зонд Mars Global Surveyor, отправившийся к Марсу в конце 1997 года и до сих пор выполняющий картографирование планеты, в буквальном смысле слова проясняет детали ландшафта. Аппарат имеет на борту две телевизионных камеры, лазерный высотомер, термоэмиссионный спектрометр и другие приборы. С их помощью собираются высококачественные снимки поверхности планеты с разрешением до 1,5 м (фото 8) и формируется ее профиль для составления трехмерных карт (фото 9, 3D-глобус и модель шапки северного полюса).

В настоящее время к базе данных Mars Global Surveyor, содержащей более 20 тыс. снимков открыт публичный доступ (www. msss.com). А на сайте Лаборатории реактивного движения (mpfwww.jpl.nasa.gov), отвечающей за все марсианские программы NASA, можно найти подробное описание последней успешно завершенной экспедиции, - посадочный аппарат Mars Pathfinder, три месяца проработал на поверхности планеты и снял красочные панорамы марсианского ландшафта (фото 10).



В ближайшие пять лет планируются еще три экспедиции на Марс - так что скоро мы, по-видимому, станем свидетелями новых открытий на Красной планете.



Написать комментарий (комментариев - нет) | Послать другу