За последние 17 лет мы стали свидетелями огромного количества важнейших научных открытий, которые способны изменить будущее. Настоящие прорывы были сделаны в медицине, физике, биологии, генной инженерии, истории, математике, астрономии и других областях.
Некоторые гипотезы и выводы ученых настолько уникальны, что ставят под сомнение основы многих фундаментальных наук. Другие стали подтверждением теорий, которые были выдвинуты многие годы тому назад.
Для скептиков, которые к науке относятся пренебрежительно и заявляют, что ни на что ваши ученые не способны, даже рак лечить не научились, приведем простой пример. Каких-нибудь четыре поколения назад, в 1918 году, за несколько месяцев в Европе от эпидемии гриппа умерло по разным сведениям от 50 до 100 миллионов человек. Столько же, сколько сегодня проживает в Германии (83 миллиона). А это вторая по численности населения страна в Европе. Умирало по преимуществу молодое население: 20-40 лет.
Много сегодня вы знаете смертельных случаев от гриппа? Надо еще что-то доказывать? Итак, перечислим 20 наиболее значимых научных открытий XXI века.
Наряду с фундаментальными открытиями XXI век ознаменовался интереснейшими находками археологов. Например, в 2016 году в гробнице Тутанхамона обнаружены 2 тайные комнаты, в которых найдены органические остатки, которые, возможно, принадлежат знаменитой царице Нефертити.
Остановимся на некоторых важных открытиях.
- КИБЕРНЕТИКА – Создан робот с биологическим мозгом.
В 2008 году ученые Англии создали первого в мире киборга – полуживого робота с мозгом на основе 300 тысяч крысиных нейронов.
Первый робот с биологическим мозгом получил собственное имя Гордон, он был оснащен платформой для передвижения у ультразвуковым сенсором, сканирующим местность при езде. Сигналы от него идут в мозг, и возникающая обратная связь управляет движением.
Ученым удалось добиться обучаемости Гордона, поскольку нейроны обладают памятью.
При этом киборг не управляется извне. А контролируется серым веществом, доставшимся от крысы. Это первый шаг по созданию полноценных киборгов на основе не десятка тысяч, а миллиарда нейронов, что произойдет, скорее всего, до конца текущего столетия.
- ФИЗИКА – Проведены успешные опыты по дальней квантовой телепортации.
Под квантовой телепортацией понимается не перемещение физических объектов, а передача информации о состоянии элементарной частицы или атома. Самое важное для этого – расстояние. Вплоть до XXI века подобную связь удавалось обеспечить только на уровне микромира.
В 2009 году ученым Мерилендского университета удалось передать квантовое состояние иона иттербия на расстояние 1 метр.
Затем инициативу перехватили китайские ученые, сначала обеспечив квантовую связь на дистанции 120 км., а в 2017 году – осуществить первую космическую квантовую телепортацию со спутника «Мо-Цзы» на 3 наземных лаборатории, расстояние до которых 1203 км.
Это открытие позволит в будущем создать абсолютно защищенные системы связи, которые, даже теоретически, не смогут взломать хакеры.
- АСТРОФИЗИКА – Доказано существование гравитационных волн.
Открытие гравитационных волн – важнейшее достижение 2016 года. В 2017 год их первооткрывателям Райнеру Вайссу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну была присуждена Hобелевская премия по физике. С помощью интероферметических обсерваторий LIGO и VIRGO, расположенных в США и Италии, удалось зафиксировать гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр на расстоянии в1,3 млрд световых лет от солнца.
Тем самым исследователи подтвердили достоверность Общей теории относительности Эйнштейна, предсказавшей наличие гравитационных волн еще в начале XX века (на уровне теории).
- БИОЛОГИЯ – Получены стволовые клетки не из эмбрионов, а из зрелых тканей.
В 2012 году Hобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гордону и его японскому коллеге Сине Яманаке, создавших из обычных клеток стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие свойствами эмбриональных, что дает возможность вырастить любой орган – от печени до сердца. Таким образом была практически доказана обратимость специализации клеток.
Уже сейчас вырастить внутренний орган из стволовых клеток не является сложной задачей, а через 20-30 лет создание печени и почек из своих же клеток, скорее всего, станет тривиальным.
- МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ – Создан сверхпрочный материал ГРАФЕН.
Этот уникальный по прочности материал, который впервые был получен русскими физиками (работающими в Англии) Констатином Новоселовым и Андреем Гаймом в 2004 году. В 2010 году за это открытие они получили Нобелевскую премию. В настоящее время материал исследуется и уже применяется в некоторых изделиях. Важные особенности графена: второй по прочности (после карбина) из известных в настоящее время; великолепный проводник, с помощью которого достигаются великолепные электронные эффекты; обладает высочайшими показателям теплопроводности, что позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева. Особые надежды возлагаются на графен в плане его применения в сверхьемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.
- ИМУНОТЕРАПИЯ - Иммунотерапия произвела революцию в лечении рака, используя иммунную систему для борьбы с опухолями.
В частности, ингибиторы иммунной контрольной точки (immune checkpoint inhibitors) продемонстрировали большие надежды в лечении больших опухолей, таких как меланома и немелкоклеточный рак легких. Предполагается, что когда-нибудь варианты иммунотерапии будут существовать для всех типов опухолей.
- ИННОВАЦИИ В РОБОТИЗИРОВАННОЙ ХИРУРГИИ
- роботизированные решения для хирургических вмешательств проходят менее инвазивно и быстрее, и часто связаны с улучшением клинических результатов, таких как сокращение времени выздоровления и уменьшение боли.
Роботы в операционной дают возможность хирургам достигать предельной точности в хирургии. Сегодня хирургические роботоплатформы очень развиты и используются везде, от позвоночника до эндоваскулярных процедур. Например, хирургическая система da Vinci, которая, вероятно, является самой известной платформой для роботизированной хирургии, переводит виртуальные движения рук хирурга в мельчайшие движения, совершаемые роботом внутри тела. Все это визуализируется с помощью лапароскопии. Система da Vinci была использована в лечении более чем 3 миллионов больных во всем мире.
- ФИЗИКА – Обнаружен бозон Хиггса или «частица Бога».
В июле 2012 года был открыт Большой адронный коллайдер близ Женевы. На создание которого было затрачено 6 млрд долларов. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом, в честь которого она и была названа.
Благодаря экспериментальному доказательству бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля Данная, которая является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.
Практическое значения открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым для работы не требуется энергия.
- СВЕРХБЫСТРЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ - Появились ПК работающие по новым принципам.
Компьютер был изобретен в прошлом веке, однако великие открытия XXI века в науке «Информатика» происходят сегодня. Это сверхбыстрые квантовые компьютеры, способные обрабатывать тетрабайты информции в считанные секунды.
Основное их предназначение – сложные научные и финансовые расчеты, построение компьютерных моделей для прогнозирования будущих событий. Они уже используются во многих областях человеческой деятельности, правда доступ к ним ограничен (это, в основном, ученые, экономисты, военные).
- ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
- Способен охватывать широкие области информации.
Британская энциклопедия определяет искусственный интеллект (ИИ) как “способность цифрового компьютера или робота с компьютерным управлением выполнять задачи, обычно связанные с разумными существами. Этот термин часто применяется к проекту разработки систем, наделенных интеллектуальными процессами, характерными для человека. Например, способность рассуждать, открывать смысл, обобщать или учиться на прошлом опыте”.
Хотя технологии искусственного интеллекта соответствовали выполнению человеком задач, таких как математические вычисления или игра в шахматы, им еще предстоит сопоставить человеческую способность охватывать широкие области информации.
- НЕЙРОЛОГИЯ – В 2014 году ученым Массачусетского университета удалось внедрить в память подопытных мышей ложные воспоминания.
Им в голову были вживлены оптоволоконные провода, присоединенные к участкам мозга, ответственным за формирование памяти. По ним передавались лазерные синапсы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных.
Возможно создатели фильма «Вспомнить все», были не так уж далеки от истины, изображая будущее, где человеку можно записывать новые воспоминания и стирать старые.
- АСТРОФИЗИКА – Обнаружены планета Эрида и вода на Марсе.
В 2005 году группой американских астрономов из обсерватории «Джемини» Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что открытая планета Эрида по размерам немного уступает Плутону. Вокруг нее вращается довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Вся планета покрыта ярко-белым льдом, поскольку ее отражающая поверхность уступает только спутнику Сатурна Энцепаду.
Второе важнейшее открытие – обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 году орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия над поверхностью планеты водяного льда. В 2005 году были засняты кратеры с явственными признаками водяных потоков, окончательное подтверждение дал американский зонд «Феникс».
Гарантированное наличие воды на красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030 годы. Идет разработка ядерного двигателя для этой цели в России.
- БИОТЕХНОЛОГИИ – Создана первая в мире синтетическая бактериальная клетка.
В 2010 году группа ученых под руководством Крейга Вентера добились прорыва в амбициозном проекте по созданию новой жизни.
Биологи взяли геном бактерии Mycolasma genetalium и систематически удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор клеток, необходимый для жизни. Оказалось,что он должен включать в себя 382 гена, составляющих основу жизни.
После этого они «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку использованной бактерии, из которой были удалены собственные комплексы ДНК.
Искусственная клетка, которая получила собственное имя Синтия оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.
Это дает возможность создания более сложных организмов с заданными параметрами (производство вакцин, даже топливо для автомобилей), в перспективе создание клетки, поглощающей углекислый газ.
- БИОНИКА – Сконструированы биопротезы, управляемые силой мысли.
Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два года наука сделала огромные шаги в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 году английская фирма «RSL Steeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать дверь ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стакан. Его можно раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать.
В 2016 году был создан протез, которым можно управлять не только силой мысли, но изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончаниям культи. Таким образом создана обратная связь, пациент может ощущать тепло.
Пока такие протезы достаточно дорогие. Но уже в ближайшее время можно рассчитывать на их более широкую доступность.
- ТАЙНЫЕ КОМНАТЫ В ГРОБНИЦЕ ТУТАНХАМОНА -
Археологи при помощи специальной радиолокационной установки обнаружили в гробнице две тайные комнаты.
По мнению специалистов, гробница, в которой ранее покоился правитель древнего Египта, была приготовлена для Нефертити. Но из-за внезапной ранней смерти Тутанхамона его положили именно здесь.