Двадцать великих вопросов науки??

Da Carta Capital

Наблюдатель

От природы вселенной (то есть, если есть только одна) до использования снов, есть еще много вещей, которые мы не знаем - но мы узнаем достаточно скоро. Новая книга ищет ответы на некоторые вопросы

Хейли Бёрч, Колин Стюарт и Мун Кит Лои

1. Из чего состоит вселенная?

Астрономы сталкиваются с неловкой загадкой: они не знают, из чего состоит 95% вселенной. Атомы, которые образуют все, что мы видим вокруг нас, составляют всего 5%. За последние 80 лет стало ясно, что большая часть остальных состоит из двух темных сущностей - темной материи и темной энергии. Первый, открытый в 1933 году, действует как невидимый клей, соединяющий галактики и скопления галактик. Выявленный в 1998 году, второй толкает расширение вселенной со все возрастающей скоростью. Астрономы приближаются к истинным личностям этих невидимых посредников.

2. Как началась жизнь?

4 миллиарда лет назад что-то пошевелилось в первозданном супе. Некоторые простые химические вещества собрались вместе и создали биологию - появились первые молекулы, способные к репликации. Мы, люди, связаны эволюцией с этими первыми биологическими молекулами. Но как основные химические вещества, присутствующие на ранней Земле, спонтанно превратились в нечто подобное жизни? Как мы получили ДНК? Как выглядели первые клетки? Спустя более полувека после того, как химик Стэнли Миллер предложил свою теорию «первичного супа», мы еще не пришли к выводу о том, что произошло. Некоторые говорят, что жизнь началась в горячих бассейнах около вулканов; другие, что это было вызвано метеоритами, которые упали в море.

3. Мы одни во вселенной?

Возможно нет. Астрономы исследуют вселенную на предмет мест, где миры с водой могли бы породить жизнь, от Европы и Марса в нашей солнечной системе до планет за много световых лет. Радиотелескопы охраняли небо, и в 1977 году был слышен сигнал с потенциальными характеристиками сообщения пришельцев. Сегодня астрономы могут отслеживать атмосферу далеких миров в поисках кислорода и воды. Следующие несколько десятилетий станут захватывающим временем для охотников за инопланетянами, с 60 миллиардами потенциально обитаемых планет в нашей галактике Млечный Путь.

4. Что делает нас людьми?

Просто взглянув на свою ДНК, вы не узнаете - геном человека на 99% идентичен геному шимпанзе и 50% - банану. Однако у нас мозг больше, чем у большинства животных - не самый большой, но с нейронами в три раза больше, чем у гориллы (точнее, 86 миллиардов). Многие вещи, которые мы когда-то считали характерными для нас самих - язык, использование инструментов, узнавание себя в зеркале - встречаются у других животных. Возможно, именно наша культура - и ее последствия в наших генах (и наоборот) - имеют значение. Ученые считают, что приготовление пищи и овладение огнем, возможно, помогли нам развить больший мозг. Но возможно, что наша способность к сотрудничеству и обмену навыками - это то, что действительно делает Землю планетой людей, а не обезьян.

5. Что такое сознание?

Мы еще не совсем уверены. Мы знаем, что это связано с различными областями мозга, соединенными в сеть, более чем с одной частью мозга. Существует теория, что если мы выясним, какие части мозга задействованы и как работает нейронный контур, мы обнаружим, как возникает сознание, то, в чем может помочь искусственный интеллект и попытки построить нейрон мозга с помощью нейрона. Самый сложный и философский вопрос - почему что-то должно быть осознанным. Хорошее предложение заключается в том, что, интегрируя и обрабатывая большое количество информации, помимо фокусировки и блокировки, вместо того, чтобы реагировать на сенсорные стимулы, которые бомбардируют нас, мы можем различать то, что реально, а что нет, и воображать различные сценарии, чтобы помочь нам адаптироваться и выжить.

6. Почему мы мечтаем?

Мы тратим около трети нашей жизни на сон. Учитывая, сколько времени мы потратили на это, вы можете подумать, что мы знаем об этом все. Но ученые все еще ищут полное объяснение того, почему мы спим и мечтаем. Последователи взглядов Зигмунда Фрейда считали, что сны являются выражением невыполненных желаний - часто сексуальных - в то время как другие задаются вопросом, являются ли сны ничем иным, как случайными выстрелами спящего мозга. Исследования на животных и достижения в области визуализации мозга привели нас к более сложному пониманию, которое предполагает, что сновидения могут играть роль в памяти, обучении и эмоциях. Например, мыши повторяют свой опыт бодрствования во сне, что, по-видимому, помогает им решать сложные задачи, такие как пробежка по лабиринтам.

7. Почему это важно?

На самом деле вы не должны быть здесь. У «материи», из которой вы сделаны, есть аналог, называемый антивеществом, который отличается только электрическим зарядом. Когда они встречаются, оба исчезают в искре энергии. Наши лучшие теории предполагают, что Большой Взрыв создал равные количества двух, что означает, что с тех пор вся материя обрела свою антивещество, разрушая себя и оставляя вселенную залитой энергией. Ясно, что природа имеет тонкую тенденцию к материи, иначе вас бы не было. Исследователи отбирают данные из экспериментов, таких как Большой адронный коллайдер, пытаясь понять, почему суперсимметрия и нейтрино являются двумя основными кандидатами.

8. Есть ли другие вселенные?

Наша вселенная - очень маловероятное место. Измените некоторые из его характеристик, даже немного, и жизнь, как мы знаем, станет невозможной. В попытке разгадать эту проблему «тонкой настройки» физики все чаще обращаются к понятию других вселенных. Если бы в «мультиверсе» их было бесконечное количество, то каждая комбинация характеристик развивалась бы где-то, и, конечно, вы бы оказались во вселенной, где вы можете существовать. Это может показаться сумасшедшим, но свидетельства космологии и квантовой физики указывают в этом направлении.

9. Куда мы положили весь углерод?

За последние несколько сотен лет мы наполнили атмосферу углекислым газом - выпустив его путем сжигания ископаемого топлива, которое когда-то запирало углерод под поверхностью Земли. Сегодня мы должны вернуть весь этот углерод или рискнуть последствиями глобального потепления. Но как мы можем это сделать? Одна идея состоит в том, чтобы похоронить его в прежних нефтяных и газовых месторождениях. Другое - спрятать его на дне моря. Но мы не знаем, как долго он там останется или каковы будут риски. Тем временем мы должны защитить природные и долговечные запасы углерода, такие как леса и торф, и начать производить энергию таким образом, чтобы она не производила еще больше углерода.

10. Как мы получаем больше энергии от солнца?

Сокращение запасов ископаемого топлива означает, что нам действительно нужен новый способ перемещения нашей планеты. Наша ближайшая звезда предлагает более одного возможного решения. Мы уже контролируем энергию солнца для производства солнечной энергии. Другая идея состоит в том, чтобы использовать энергию солнечного света, чтобы разделить воду на составные части: кислород и водород, которые могли бы обеспечить чистое топливо для автомобилей будущего. Ученые также работают над энергетическим решением, которое опирается на воссоздание процессов внутри самих звезд - они строят машину ядерного синтеза. Мы надеемся, что эти решения будут соответствовать нашим потребностям в энергии.

11. Что такого странного в простых числах?

Тот факт, что вы можете безопасно покупать в Интернете, обусловлен простыми числами - теми числами, которые могут быть разбиты только на них самих и на 1. Криптография с открытым ключом - сердце интернет-торговли - использует простые числа создавать коды, способные изолировать конфиденциальную информацию от посторонних глаз. Однако, несмотря на их фундаментальное значение в нашей повседневной жизни, двоюродные братья остаются загадкой. Их очевидная закономерность - гипотеза Римана - заинтриговала одних из самых ярких умов в математике на протяжении веков. Однако до сегодняшнего дня никто не смог приручить его оригинальность. Это может просто разрушить Интернет.

12. Как победить бактерии?

Антибиотики - одно из чудес современной медицины. Открытие сэра Александра Флеминга, который получил Нобелевскую премию, привело к лекарствам, которые противостояли некоторым из самых смертельных болезней и сделали возможным хирургическое вмешательство, пересадку и химиотерапию. Но это наследие в опасности - в Европе около 25 000 человек ежегодно умирают от бактерий, устойчивых к различным лекарствам. Наше производство лекарств прекращалось на протяжении десятилетий, и мы усугубляем проблему из-за чрезмерного назначения лекарств по рецепту и злоупотребления - по оценкам, 80% антибиотиков в Соединенных Штатах приходится на мясной скот. К счастью, секвенирование ДНК помогает нам находить антибиотики, которые мы не знали, что могут производить бактерии. Вместе с инновационными методами, даже если они кажутся странными, такими как трансплантация "хороших" бактерий из фекалий и поиск новых бактерий на дне океанов, мы можем продолжить эту гонку с организмами, которые появились за 3 миллиарда лет до нас. р>

13. Могут ли компьютеры продолжать ускоряться?

Наши планшеты и смартфоны - это миникомпьютеры, которые обладают большей вычислительной мощностью, чем астронавты взяли на Луну в 1969 году. Но если мы продолжим наращивать вычислительную мощность, которую мы несем в наших карманах, как мы это сделаем? Существует ограниченное количество компонентов, которые могут быть сжаты на чипе. Достигнут ли предел или есть другой способ сделать компьютер? Ученые рассматривают новые материалы, такие как атомарно мелкий углерод - графен, а также новые системы, такие как квантовые вычисления.

14. Найдем ли мы лекарство от рака?

Короткий ответ - нет. Со времен динозавров существует не одно заболевание, а скопление сотен болезней. Рак существует, и, вызванный неконтролируемыми генами, риск заложен во всех нас. Чем дольше мы живем, тем больше вероятность того, что что-то пойдет не так по-разному. Ведь рак - это живое существо, постоянно развивающееся, чтобы выживать. Хотя это невероятно сложно, с помощью генетики мы все больше узнаем, что вызывает ее и как она распространяется, и совершенствуем ее лечение и профилактику. И знайте: до половины всех случаев рака - 3,7 миллиона в год - можно предотвратить; бросить курить и пить и умеренно питаться, оставаться активным и избегать длительного пребывания на полуденном солнце.

15. Когда я могу иметь дворецкого робота?

Теперь роботы могут подавать напитки и нести сумки. Современная робототехника может предложить нам «команду» роботов с индивидуальной квалификацией: они читают свои заказы на Amazon, заказывают своих коров, сортируют свою электронную почту и перевозят ее между терминалами в аэропорту. Но по-настоящему «умный» робот требует от нас разоблачения искусственного интеллекта. Реальный вопрос заключается в том, оставите ли вы робота-дворецкого одного дома с бабушкой. Поскольку Япония намерена обеспечить роботизированную опеку для своих пожилых людей к 2025 году, сегодня мы серьезно об этом думаем.

16. Что на дне океана?

Девяносто пять процентов океана еще предстоит исследовать. Что там внизу? В 1960 году Дон Уолш и Жак Пикар спустились на 11 километров в самый глубокий океан, чтобы найти ответы. Их путешествие расширило пределы человеческих приключений, но дало им лишь представление о жизни на морском дне. Добраться до дна океана так сложно, что нам обычно приходится прибегать к беспилотным транспортным средствам, таким как разведчики. Открытия, которые мы сделали до сих пор - от причудливой рыбы, такой как бочкообразный глаз с прозрачной головой, до потенциального лечения ракообразных болезнью Альцгеймера - представляют собой небольшую часть странного мира, который скрывается под волнами. >

17. Что находится на дне черной дыры?

Это вопрос, на который у нас до сих пор нет инструментов для ответа. Теория общей теории относительности Эйнштейна говорит, что когда черная дыра создается огромной звездой, которая умирает, она продолжает копаться, пока не образует бесконечно малую и плотную точку, называемую сингулярностью. Но в этих масштабах квантовой физике, вероятно, тоже есть, что сказать. Проблема в том, что общая теория относительности и квантовая физика никогда не были хорошими друзьями - десятилетиями они сопротивлялись всем попыткам объединения. Тем не менее, недавняя идея, называемая M-Theory, может однажды объяснить невидимый центр одного из самых радикальных творений во вселенной.

18. Можем ли мы жить вечно?

Мы живем в невероятном возрасте: мы начинаем думать о «старении» не как о факте жизни, а о болезни, которую можно вылечить и, возможно, избежать, или, по крайней мере, отложить на долгое время. Наши знания о том, что заставляет нас стареть и что позволяет некоторым животным жить дольше других, быстро расширяются. Хотя мы точно не выяснили все детали, информация, которую мы получаем о повреждении ДНК, балансе старения, обмене веществ и репродуктивной способности, а также о генах, которые его регулируют, заполняют общую картину и потенциально приводят к медицинскому лечению. Но реальный вопрос не в том, как мы будем жить дальше, а в том, как мы будем жить хорошо дольше. Поскольку многие заболевания, такие как диабет и рак, типичны для возраста, ключевым фактором может быть лечение самого старения.

19. Как решить проблему населения?

Количество людей на нашей планете удвоилось до более чем 7 миллиардов с 1960-х годов, и, по оценкам, к 2050 году в мире будет не менее 9 миллиардов человек. Где мы все будем жить и как мы будем производить достаточно еды и топлива для этой группы населения? Может быть, мы можем отправить всех на Марс или начать строить подземные жилые дома. Мы могли бы даже начать питаться лабораторным мясом. Это может выглядеть как научно-фантастические решения, но, возможно, мы должны начать относиться к ним более серьезно.

<р> 20. Можно ли путешествовать во времени?

Путешественники во времени уже гуляют между нами. Благодаря специальной теории относительности Эйнштейна, астронавты, которые находятся на орбите на Международной космической станции, испытывают течение времени более медленно. При такой скорости эффект крошечный, но увеличение скорости означает, что однажды люди смогут путешествовать тысячи лет в будущем. Кажется, что природе нравится меньше людей, идущих в обратном направлении и назад в прошлое, но некоторые физики изобрели сложный проект, использующий дыры земляного червя (или мосты Эйнштейна-Розена) и космические корабли. Это может даже использоваться, чтобы подарить себе рождественский подарок или ответить на некоторые из многочисленных вопросов, связанных с великими неизвестными во вселенной.

Paul Gardner Allen (born January 21, 1953) is an American business magnate, investor and philanthropist. He co-founded Microsoft alongside Bill Gates. In August 2018, he was estimated to be the 46th-richest person in the world, with an estimated net worth of $20.2 billion.[2]

Steven Quincy Urkel is a fictional character on the ABC/CBS sitcom Family Matters who was portrayed by Jaleel White.[1] Originally slated to have been a one-time only character on the show, he soon broke out to be its most popular character and gradually became its protagonist.[2][3][4][5] Due to the Urkel character's off-putting characteristics and the way he's written to stir up events and underscore the plot or even move it along, he is considered a nuisance by the original protagonist's family, the Winslows, though they come to accept him over time.

Connie Chung has been an anchor and reporter for the U.S. television news networks NBC, CBS, ABC, CNN, and MSNBC. Some of her more famous interview subjects include Claus von Bulow and U.S. Representative Gary Condit, whom Chung interviewed first after the Chandra Levy disappearance,[1] and basketball legend Earvin "Magic" Johnson after he went public about being HIV-positive. In 1993, she became only the second female to co-anchor a network newscast as part of CBS Evening News. She was removed in 1995 as CBS Evening News co-anchor after a controversial interview with a fireman, during rescue efforts at the Oklahoma City bombing, which seemed inappropriately combative, and her interview tactics to get Newt Gingrich's mother to admit her unguarded thoughts about Hillary Clinton.-Wikipedia

Catherine, Duchess of Cambridge (born Catherine Elizabeth Middleton; 9 January 1982[1]) is a member of the British royal family. Her husband, Prince William, Duke of Cambridge, is expected to become king of the United Kingdom and 15 other Commonwealth realms, making Catherine a likely future queen consort.[2]

William Henry Gates III KBE (born October 28, 1955) is an American business magnate, investor, author, philanthropist, humanitarian, and principal founder of Microsoft Corporation.[2][3] During his career at Microsoft, Gates held the positions of chairman, CEO and chief software architect, while also being the largest individual shareholder until May 2014.