Практически каждый, кто интересуется историей развития науки, техники и технологий - хоть раз в своей жизни задумывался над тем, каким путем могло бы пойти развитие человечества без знания математики или, например, не будь у нас такого необходимого предмета как колесо, ставшего чуть ли не основой развития человечества. Однако зачастую рассматриваются и удостаиваются внимания лишь ключевые открытия, в то время как открытия менее известные и распространенные порой попросту не упоминаются, что, впрочем, не делает их незначительными, ведь каждое новое знание дает человечеству возможность забраться на ступеньку выше в своем развитии.
XX век и его научные открытия превратился в настоящий Рубикон, перейдя который, прогресс ускорил свой шаг в несколько раз, отождествляя себя со спортивным болидом за которым невозможно угнаться. Для того, что бы сейчас удержаться на гребне научной и технологической волны, необходимы не дюжие навыки. Конечно, можно читать научные журналы, различного рода статьи и работы ученых, которые бьются над решением той или иной задачи, однако даже в этом случае угнаться за прогрессом не получится, а стало быть остается наверстывать упущенное и наблюдать.
Как известно, для того, что бы смотреть в будущее, необходимо знать прошлое. Поэтому сегодня речь пойдет именно о XX веке, веке открытий, который изменил образ жизни и окружающий нас мир. Стоит сразу отметить, что это не будет список лучших открытий века или какой-либо иной топ, это будет краткий осмотр части тех открытий, которые изменяли, а возможно и изменяют мир.
Для того, что бы говорить об открытиях, следует охарактеризовать само понятие. За основу возьмем следующее определение:
Открытие - новое достижение, совершаемое в процессе научного познания природы и общества; установление неизвестных ранее, объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира.
Топ 25 великих научных открытий XX века
- Квантовая теория Планка. Он вывел формулу, определяющую форму спектральной кривой излучения и универсальную постоянную. Открыл мельчайшие частицы – кванты и фотоны, с помощью которых Эйнштейн объяснил природу света. В 20-х годах Квантовая теория переросла в квантовую механику.
- Открытие рентгеновского излучения – электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн. Открытие Х-лучей Вильгельмом Рёнтгеном сильно повлияло на жизнь человека и сегодня без них невозможно представить современную медицину.
- Теория относительности Эйнштейна. В 1915 году Эйнштейн ввел понятие относительности и вывел важную формулу, связавшую энергию и массу. Теория относительности объяснила суть гравитации – она возникает вследствие искривления четырехмерного пространства, а не результате взаимодействия тел в пространстве.
- Открытие пенициллина. Плесневый гриб Penicillium notatum, попадая к культуре бактерий, вызывает полную их гибель – это было доказано Александром Флеммингом. В 40-х годах был разработана производственная , который в дальнейшем стал выпускаться в промышленном масштабе.
- Волны де Бройля. В 1924 году было выяснено, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем частицам, а не только фотонам. Бройль представил их волновые свойства в математическом виде. Теория позволила развить концепцию квантовой механики, объяснила дифракцию электронов и нейтронов.
- Открытие структуры новой спирали ДНК. 1953 году была получена новая модель строения молекулы, путем объединения сведений рентгеноструктурного Розалин Франклин и Мориса Уилкинса и теоретических разработок Чаргаффа. Ее вывели Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
- Планетарная модель атома Резерфорда. Он вывел гипотезу о строении атома и извлек энергию из атомных ядер. Модель объясняет основы закономерности заряженных частиц.
- Катализаторы Циглера-Ната. В 1953 году они осуществили поляризацию этилена и пропилена.
- Открытие транзисторов. Прибор, состоящий из 2-х p-n переходов, которые направлены навстречу друг другу. Благодаря его изобретению Юлием Лилиенфельдом, техника начала уменьшаться в размерах. Первый действующий биполярный транзистор в 1947 представили Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн.
- Создание радиотелеграфа. Изобретение Александра Попова с помощью азбуки Морзе и радиосигналов впервые спасло корабль на рубеже 19 и 20 веков. Но первым запатентовал аналогичное изобретение Гулиельмо Марконе.
- Открытие нейтронов. Эти незаряженные частицы с массой, немного большей, чем у протонов позволили без препятствий проникать в ядро и дестабилизировать его. Позже было доказано, что под воздействием этих частиц ядра делятся, но возникает еще больше нейтронов. Так была открыта искусственная .
- Методика экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Эдварс и Стептоу придумали, как извлечь из женщины неповрежденную яйцеклетку, создали в пробирке оптимальные для ее жизни и роста условия, придумали, как ее оплодотворить и в какое время вернуть обратно в тело матери.
- Первый полет человека в космос. В 1961 году именно Юрий Гагарин первым осуществил этот , ставший реальным воплощением мечты о звездах. Человечество узнало, что пространство между планетами преодолимо, и в космосе могут спокойно находиться бактерии, животные и даже человек.
- Открытие фуллерена. В 1985 году учеными была открыта новая разновидность углерода – фуллерен. Сейчас из-за своих уникальных свойств он используется во многих приборах. На основе этой методики, были созданы нанотрубки из углерода – скрученные и сшитые слои графита. Они показывают самые разнообразные свойства: от металлических до полупроводниковых.
- Клонирование. В 1996 ученым удалось получить первый клон овцы, названной Долли. Яйцеклетку выпотрошили, вставили в нее ядро взрослой овцы и подсадили в матку. Долли стала первым животным, которому удалось выжить, остальные эмбрионы разных животных погибли.
- Открытие черных дыр. В 1915 году Карлом Шварцшильдом была выдвинута гипотеза о существовании , гравитация которой настолько велика, что ее не могут покинуть даже объекты, движущиеся со скоростью света - черных дыр.
- Теория . Это космологическая общепринятая модель, в которой описано ранее развитие Вселенной, находившейся в сингулярном состоянии, характеризующемся бесконечной температурой и плотностью вещества. Начало модели было положено Эйнштейном в 1916 году.
- Открытие реликтового излучения. Это космическое микроволновое фоновое излучение , сохранившееся с начала образования Вселенной и равномерно ее заполняющее. В 1965 году его существование было экспериментально подтверждено, и оно служит одним из основных подтверждений теории Большого взрыва.
- Приближение к созданию искусственного интеллекта. Это технология создания интеллектуальных машин, впервые получившая определение в 1956 году Джоном Маккарти . Согласно ему, исследователи для решения конкретных задач могут использовать методы понимания человека, которые биологически могут не наблюдаются у людей.
- Изобретение голография. Этот особый фотографический метод предложен в 1947 году Дэннисом Габором, в котором при помощи лазера регистрируются и восстанавливаются трехмерные изображения объектов, близкие к реальным.
- Открытие инсулина. В 1922 году Фредериком Бантингом был получен гормон поджелудочной железы, и сахарный диабет перестал быть фатальным заболеванием.
- Группы крови. Это открытие в 1900-1901 разделило кровь на 4 группы: О, А, В и АВ. Стало возможным правильное переливание крови человеку, которое не заканчивалось бы трагически.
- Математическая теория информации. Теория Клода Шеннона дала возможность определения емкости коммуникационного канала.
- Изобретение Нейлона . Химик Уоллес Карозерс в 1935 году открыл способ получения этого полимерного материала. Он открыл некоторые его разновидности с высокой вязкостью даже при больших температурах.
- Открытие стволовых клеток. Они являются прародительницами всех имеющихся клеток в организме человека и имеют способность самообновляться. Их возможности велики и еще только начинают исследоваться наукой.
Несомненно, что все эти открытия - лишь малая часть того, что XX век показал обществу и нельзя сказать, что лишь эти открытия были значимыми, а все остальные стали лишь фоном, это совсем не так.
Именно прошлый век показал нам новые границы Вселенной, увидела свет , были открыты квазары (сверхмощные источники излучения в нашей Галактике), открыты и созданы первые углеродные нанотрубки, обладающие уникальной сверхпроводимостью и прочностью.
Все эти открытия, так или иначе - лишь вершина айсберга, который включает в себя более чем сотню значимых открытий за прошедшее столетие. Естественно, что все они стали катализатором изменений в мире, в котором мы с вами сейчас живем и несомненным остается тот факт, что на этом изменения не заканчиваются.
20й век можно смело назвать если не «золотым», то уж точно «серебряным» веком открытий, однако оглядываясь назад и сравнивая новые достижения с прошлыми, думается, что в будущем нас ждет еще не мало интереснейших великих открытий, собственно, преемник прошлого века, нынешний XXI лишь подтверждает эти взгляды.
Достижения безусловно полезные - победа над лихорадкой, безобидные - найдены пентакварки, занятные - психология все-таки не совсем наука, и такие, что заставляют крепко призадуматься
Завершается еще один год на нашем пути в будущее, пугающее и манящее. Главный мотор этого движения – наука, но куда именно ведет она цивилизацию? Ответ становится яснее, если подвести итоги, выделить самые главные научные прорывы уходящего года, перспективы их развития и их авторов - «прогрессоров» в нашей терминологии.
1. Победили лихорадку Эбола
Прорыв: Вакцина от Эболы оказалась работающей, а прививочная кампания - эффективной.
Прогрессоры: Агентство общественного здоровья Канады и фармацевтическая компания Merck.
Подробности: Куда пропала Эбола? Этим вопросом российские (а возможно, и не только российские) телезрители начали задаваться примерно в середине 2015 года, когда главная «страшилка» последних нескольких месяцев перестала появляться в новостных сюжетах. Кое-кто даже высказывался в духе теорий заговора: мол, информацией об эпидемии нас пугали, чтобы отвлечь от чего-то более важного и страшного, а когда отвлекли - пугать перестали. На самом деле все проще: именно к середине лета вспышки болезни пошли на спад - начала действовать вакцина, разработанная Агентством общественного здоровья Канады и усовершенствованная фармацевтической компанией Merck.
Эпидемия, начавшая в марте 2014 года в Гвинее и ставшая крупнейшей с момента открытия вируса Эбола, подстегнула исследователей и работа, которая в иных обстоятельствах могла растянуться на десятилетие, была проделана за 10 месяцев. Вакцина была создана. В апреле 2015 года медики сделали первые прививки людям. В течение трех месяцев для эксперимента отобрали 100 человек, заразившихся Эболой, и подвергли вакцинации более 2 тысяч родственников и соплеменников инфицированных. В дальнейшем выяснилось, что из числа людей, получивших прививку, заболели всего 16 человек. Вакцинацию начали проводить на системной основе: как только выявляется человек, подхвативший Эболу, все его ближайшее окружение тут же отправляется «на укол».
До начала прививочной кампании медики постоянно фиксировали новые случаи заболевания. После появления вакцины эпидемия Эболы стала постепенно затихать.
Перспективы: Всемирная организация здравоохранения считает, что эффективность новой вакцины окажется в диапазоне от 75 до 100 процентов. Если бы препарат разработали хотя бы на полтора года раньше, тысячи людей были бы спасены: эпидемия 2014–2015 годов убила 11 315 человек, еще более 28 тысяч переболели, но смогли выжить. За первые две недели декабря 2015 года Эбола не проявила себя ни разу. Сколько жизней вакцина поможет сохранить в будущем, сосчитать невозможно, но представители ВОЗ уже говорят, что впервые за 40 лет правила игры меняются: сейчас преимущество на стороне человека, а не вируса.
2. Слетали к Плутону
Прорыв: Зонд «New Horizons» достиг Плутона и собрал множество данных о карликовой планете и ее спутнике Хароне.
Прогрессоры: НАСА, хотя не меньше мы обязаны Персивалю Лоуэллу, предсказавшему существование Плутона, и Клауду Томбо, открывшему его.
Подробности : Миссия «Новые горизонты» стартовала в далеком 2006 году, когда Плутон ещё считался полноценной планетой, а о facebook к примеру еще никто и не слышал. В течение долгих девяти лет космический аппарат упорно приближался к Плутону, по большей части пребывая в режиме гибернации и только время от времени просыпаясь, чтобы скорректировать курс и сфотографировать подвернувшиеся под руку космические объекты. Объекты, надо сказать, попадались что надо: одни облака Юпитера чего стоят. А пролетая мимо Ио, «Новые горизонты» сделал серию снимков, выявивших вулканические всплески на её поверхности, которые потом даже склеили в полноценное видео (первое видео извергающегося за пределами Земли вулкана!). Но всё это было лишь подготовкой к грандиозному успеху, ждавшему зонд в 2015 году. Были получены цветные снимки Плутона и его верного спутника Харона. Про фотографии с «сердцем Плутона» (азотным морем) заговорили даже далекие от астрономии люди.
Перспективы: В целом аппарат проводил наблюдения Плутона 9 дней, за которые собрал около 50 гигабит информации. Сейчас он потихоньку передаёт на Землю собранные данные. Как говорят в НАСА, передача будет продолжаться до конца 2016 года, ведь её скорость не превышает 2000 бит в секунду. Полученная информация позволит проверить некоторые гипотезы, например, о наличии воды под толщей льда океана, или о составе атмосферы карликовой планеты. Но на этом миссия не закончится: на 1 января 2019 года планируется пролёт мимо астероида 2014 MU69, типичного представителя пояса Койпера. Возможно, удастся найти ещё какие-то достойные цели, к которым направится зонд. Но «Новые горизонты» и так уже достигли многого. В последний раз человечество получило снимки неизведанной планеты в 1989 году - тогда это был Нептун. А больше неизведанных планет в Солнечной системе не осталось.
3. Отредактировали человеческие гены
Прорыв: Метод редактирования генома CRISPR/Cas9 испытали на генах человека и усовершенствовали.
Прогрессоры: Генные инженеры из Китая и США.
Подробности: В прошедшем году продолжились прорывные эксперименты с революционным в своей простоте методом редактирования генов CRISPR/Cas9, дающего нам возможность с помощью особых ферментов находить нужный участок ДНК и менять его, вырезая или добавляя строки генетического программного кода. Самым скандальным стал эксперимент китайских биоинженеров, испытавших метод на изначально нежизнеспособных человеческих эмбрионах. Результат разочаровал даже самих ученых: из 86 эмбрионов только в 28 замещающему комплексу удалось связаться с нужным участком ДНК. Эксперимент подвергся критике, в том числе со стороны журнала Nature. В критической статье ученых призывали не использовать метод на людях из-за большого количества нежелательных мутаций и непредсказуемых последствий и обращали внимание на то, что неудачи в экспериментах бросают тень на успешные попытки лечения отдельных органов с помощью этой системы. Впрочем, очень скоро американским ученым удалось на порядок увеличить эффективность метода CRISPR/Cas9, снизив количество ошибок практически до нуля. Мы вплотную приблизились к технической возможности редактирования генома человека.
Перспективы: На саммите, посвященном редактированию генома человека, ученые решили, что еще не настало время для редактирования до рождения ребенка его генов, передающихся по наследству. Этот временный запрет не распространяется на лечение, результаты которого по наследству не передадутся. Окончательно запрещать «исправлять» геном человека не стали, рассудив, что всегда найдутся те, кто решится нарушить запрет. Генной инженерии необходимо будет довести методы до совершенства, чтобы получить ключ к редактированию передающихся по наследству генов. На первом этапе это позволит вылечить некоторые болезни, которые вызываются изменениями в отдельных генах, а в дальней перспективе, возможно - к появлению разных вариантов «постлюдей», экспериментирующих со своим геномом.
4. Откопали «переходное звено»
Прорыв: проанализированы останки древнейших людей, названных Homo naledi - судя по анатомическому строению это самые ранние представители рода людей, жившие 2-3 миллиона лет назад и претендующие на роль «переходного звена» между обезьянами-австралопитеками и людьми.
Прогрессоры: Ли Бергер и работающие с ним палеоантропологии.
Подробности: В 2013 году два спелеолога обнаружили в узком туннеле системы пещер «Восходящая звезда» проход в небольшую камеру, на дне которой покоились сенсационные кости. Палеонтолог Ли Бергер организовал масштабную экспедицию в пещеру, которая теперь зовется Диналеди. Только самым стройным исследователям довелось узреть невиданное для палеонтолога богатство: в пещере обнаружили один практически целый скелет, отлично сохранившиеся кисть и стопу, а в целом более полутора тысяч фрагментов скелетов 15 людей разного пола и возраста. Сенсационности этой находке добавил и налет загадочности. В пещеру вел только один туннель, длинный и крайне узкий, а геологи утверждали, что другого пути никогда и не было. Ученые не обнаружили никаких следов человеческой деятельности: переноса воды, изготовления орудий, огня, который мог бы позволить древним людям ориентироваться в пещере. Но как и, главное, зачем они пробрались сквозь «шкуродер» в эту камеру? Они протискивались наощупь в поисках убежища или места для спокойной смерти, или их соплеменники организовали в пещере нечто вроде первобытного кладбища, перетаскивая туда тела? Помочь с ответом на этот вопрос могла бы датировка окаменелостей. Для этого ученым нужно было исследовать осадок на костях, состав флоры и фауны, вулканический туф или песок. Но ничего этого в замкнутой пещере не было, кроме каменной пыли со стен и потолка, покрывшей слоем толщиной в 15 сантиметров обнаруженные кости. А главной новостью оказалось то, что исследователи обнаружили не уже известных науке предков вроде австралопитеков, останки которых часто находили в этой области.
По итогу исследований группа антропологов описала новый вид наших предков - Homo naledi, или «звездного человека» («naledi» переводится как «звезда» с южноафриканского языка сесото). В двух опубликованных пока статьях подробно описываются особенности кистей и стоп древнего человека. Строение кисти указывает на то, что Homo naledi изготавливали орудия, были искусными древолазами и по пока неизвестной причине имели очень развитые большие пальцы. Ноги «звездного человека» как оказалось были длинными, а стопы мало чем отличались от современных, так что он был приспособлен к долгим пробежкам.
Перспективы: Точное место на генеалогическом древе для Homo naledi пока не найдено, как не установлен и возраст окаменелостей. Для этого ученым потребуется радиоуглеродная датировка костей и дальнейшее изучение системы пещер «Восходящая звезда».
5. Поймали пентакварк
Прорыв: В июле физики объявили об открытии нового класса частиц, существование которых ученые предсказывали полвека назад, но никак не могли доказать - пентакварков.
Прогрессоры: У статьи, рассказывающей об обнаружении пентакварка, около 700 авторов, а вообще честь открытий, сделанных на Большом адронном коллайдере, делят между собой тысячи людей, создававших его и работающих там сейчас.
Подробности: Кварки - это фундаментальные частицы, из которых формируются два класса составных частиц: барионы (это протоны и нейтроны, составляющие ядро атома) и мезоны. Барионы состоят из трех кварков, а мезоны из двух: кварка и антикварка. Обычно кварки не формируют сложные структуры - если собрать несколько кварков вместе, они не объединяются, а сразу распадаются на мезоны и барионы. Объяснить, почему так происходит, современная физика пока не в силах, поскольку теоретически ничто не препятствует объединению кварков в группы по 4 или 5 частиц: в тетра- или пентакварки.
Возможность таких объединений была обоснована в 1964 году, и с тех пор физики провели десятки экспериментов в попытках найти частицы, состоящие из двух кварков и двух антикварков (тетракварки) и из четырех кварков и одного антикварка (пентакварки). К концу первого десятилетия 2000-х о положительных результатах в поиске пентакварков заявили более 10 команд ученых из разных стран. Но ни один из этих результатов не подтвердился в более масштабных экспериментах. Поиски пентакварка стали считаться делом неблагодарным и обреченным на неудачу.
Открытие на Большом адронном коллайдере было сделано почти случайно: физики изучали распад лямбда-бариона и неожиданно увидели пентакварк. Учитывая дурную репутацию пентакварка, к изучению обнаруженной частицы физики подошли очень серьезно, долгое время измеряя массу, параметры и квантовые числа, и перепроверяя результаты. В конце концов, были получены данные очень высокой статистической значимости - существование нового класса частиц было официально доказано.
Перспективы: Пентакварк - это не просто новая частица, а способ объединения кварков в многокомпонентную упорядоченную структуру, о свойствах которой мы пока знаем не много. В Большом адронном коллайдере зафиксировали сразу два пентакварка, близких по массе, и теперь физики будут пытаться объяснить, как это возможно. Вероятно, удастся обнаружить и различные типы пентакварков.
6. Показали ненадежность большинства психологических исследований
Прорыв : Выяснилось, что из 100 психологических экспериментов удаётся воспроизвести только 39. Полученные результаты должны привести к изменению процесса получения научного знания.
Прогрессоры: «Коллаборация за открытую науку» во главе с Брайаном Нозеком.
Подробности : Воспроизводимость результатов - одно из главных свойств науки. Какой смысл говорить, что вам удалось осуществить управляемую термоядерную реакцию, в которой произведённая энергия превысила затраченную, если никто не сможет потом повторить ваш успех? Ведь это фактически будет означать, что человечество не получило ничего нового, даже если вы и правы. Результаты же психологических исследований зачастую обещают довольно много и достаточно громко звучат. Всем интересно, отличается ли, например, реакция страха у детей и взрослых. Однако оказалось, что подтвердить результаты подобных экспериментов не так-то просто. Психологи из «Коллаборации за открытую науку» в течение четырёх лет занимались воспроизведением экспериментов, опубликованных в ведущих психологических журналах, и итоги этого исследования оказались неутешительными. По мнению учёных, им удалось воспроизвести лишь 39 работ из 100, и это при том, что 97% первоначальных публикаций заявляло о статистической значимости своего результата. Ну… Могло быть и хуже, не так ли?
Перспективы: Конечно, на первый взгляд этот результат совсем не похож на прорыв в науке. Ведь он означает, что психологические эксперименты чаще всего проводятся неверно, либо неверно оценивается надежность их результатов. Но ведь гораздо лучше, если проблема осознана и исправлена, чем когда все старательно делают вид, что её не существует. И здесь исследование «Коллаборации за открытую науку» приходится как нельзя кстати. Учёные, поняв, что статистическая значимость результатов не всегда позволяет судить о важности открытия, постараются сделать исследовательский процесс прозрачнее, а результаты – достовернее. Возможно, нас скоро ждёт целая научная революция, которая в корне изменит способы получения знания в психологии. А заодно, глядишь, и психологическим экспериментам доверять больше станут.
7. Выделили антибиотик нового типа
Прорыв: В июле в журнале Nature была опубликована статья об открытии впервые за 30 лет нового класса антибиотиков - теиксобактина.
Прогрессоры: Антибиотик «вырастила» команда биологов из США, Германии и Великобритании.
Подробности: Большинство используемых сейчас антибиотиков были созданы в 60-х годах 20-го века, и с тех пор многие бактерии выработали к ним устойчивость. Некоторые возбудители опасных болезней, таких как туберкулез, когда-то подавлялись обычным пенициллином. Но сейчас туберкулез и другие полузабытые инфекции могут снова стать массовыми убийцами.
Парадокс в том, что отчасти именно из-за стремительности, с которой любые новые антибиотики теряют свою эффективность, фармацевтические компании перестали вкладывать деньги в модификацию существующих препаратов и поиск новых форм. Опустили руки, можно сказать. Проблему устойчивости бактерий к антибиотикам называют одной из главных угроз человечеству в ближайшем будущем.
Исследователи компании NovoBiotics Pharmaceuticals использовали совершенно новый способ получения антибиотиков. Они не стали обращаться к известным штаммам, которые можно вырастить в лаборатории, а решили искать новый антибиотик в главном источнике бактерий - в почве. Ученые разработали устройство, которое можно опустить в землю и позволить бактериям развиваться в естественной для них среде. Вещества, которые выделили эти бактерии в процессе жизнедеятельности, затем протестировали на мышах, зараженных опасными заболеваниями. Одно из таких веществ обладало выраженными антибиотическими свойствами и оказалось очень эффективно против большинства граммположительных бактерий, устойчивых ко всем другим антибиотикам. Это антибиотик нового типа.
Обычно антибиотики «портят» белки бактерий, а те в ответ приспосабливаются к его атакам, так меняя структуру белка, что он делается нечувствительным к антибиотику. Но найденное вещество повреждает столь важные ферменты, отвечающие за строительство клеточной стенки бактерии, что любое их изменение смертельно для бактерии. При условии, что новый антибиотик будет применяться с большой осторожностью - только в тех случаях, когда другие лекарства бессильны, устойчивость к нему бактерии смогут выработать не раньше, чем через 30-40 лет.
Перспективы: Компания планирует вывести новое лекарство на рынок в течение пяти лет, и оно станет спасением для тех, кого сейчас нельзя излечить. Однако главное достижение ученых не в этом: способ поиска новых антибиотиков, который они открыли, возможно, откроет новую эру в создании антибиотиков и нам будет что противопоставить угрозе глобальных эпидемий, вызванных мутировавшими бактериями.
8. Решили охладить планету
Прорыв: Строго говоря, это не научное достижение, а дипломатическое и общественное, но на научной основе и весьма важное. В декабре страны ООН приняли новое климатическое соглашение - Парижское. Согласно ему до конца века планета не должна потеплеть больше, чем на два градуса Цельсия. Страны обязуются сделать все возможное, чтобы снизить этот порог даже до полутора градусов.
Прогрессоры: Представители всего человечества - Парижское соглашение приняли 195 стран мира.
Перспективы: За последние 5000 лет Земля нагрелась всего на 4-5°C, но с 1980-го года по 2020-ый температура на поверхности планеты увеличивается на 0,25°C каждое десятилетие. В пессимистичном сценарии ООН, в 21-ом веке планета нагреется на 2.6–4.8°C, такое потепление скажется на жизни миллиардов людей. Таяние ледников, которое приведет в повышению уровня моря и затоплению островов и побережий континентов, засухи и глобальные катаклизмы, такова лишь часть прогнозируемых последствий.
Промышленность и энергетика большинства стран мира зависят от сжигания ископаемого топлива. Именно этот процесс в наибольшей степени ответственен за выбросы парниковых газов, которые по мнению большинства ученых провоцируют глобальное потепление. Отказаться от ископаемого топлива сейчас невозможно, но в рамках соглашения страны ООН договорились работать над постепенным переходом к безуглеродной экономике. Энергия будет расходоваться более эффективно, страны будут внедрять новые, экологически безопасные технологии, использовать возобновляемые источники энергии и диверсифицировать экономику в тех случаях, когда она слишком сильно зависит от добычи и потребления углеводородного топлива. Каждая страна самостоятельно определяет, насколько ей удастся снизить количество выбросов.
Участники конференции в Париже отдавали себе отчет в том, что такие серьезные преобразования могут вызвать трудности в экономике многих стран, как поставщиков, так и активных потребителей углеводородного топлива. Самые уязвимые страны будут ежегодно получать финансовую поддержку от других государств, различных международных организаций и коммерческого сектора. Государства создадут рынок выбросов, введут новый налог и будут стимулировать инвестиции в новую энергетику и промышленность.
Перспективы: Парижское соглашение является юридически обязывающим, однако оно еще не подписано. Чтобы оно вступило в силу, его должны ратифицировать по крайней мере 55 стран. Этот процесс начнется в апреле 2016 года и будет продолжаться весь год. Если соглашение будет подписано, и страны будут придерживаться зафиксированных в нем обязательств, у человечества увеличится шанс сохранить планету такой, какой она была последние 5000 лет.
9. Соединили мозги животных в работающую сеть
Прорыв: Нейрофизиологи из университета Дьюка объединили мозги нескольких крыс в сеть и заставили эту сеть решать задачи.
Прогрессоры: Мигель Николесис и сотрудники его лаборатории.
Подробности: Ученые подошли к проблеме взаимопонимания радикально. Нейрофизиологи из университета Дьюка объединили мозги четырёх взрослых крыс, причём получившийся «брейнет» («brainet» - мозговая сеть) решал вполне жизненные задачи, такие как обработка изображений, хранение и поиск информации и даже предсказание (предощущение) погоды. В некотором роде, был получен своеобразный органический компьютер, производительность которого превышала производительность отдельного мозга. Что по этому поводу думали испытуемые крысы, к сожалению, не сообщается. А ведь интересно было бы узнать, каково это - иметь общий мозг на четверых…
Перспективы: Исследования Николесиса способствуют развитию нейрокомпьютерных интерфейсов и методов реабилитации людей с нарушенными двигательными функциями, но главное тут скорее в том, что создан прецедент практической реализации «брейнета». Более того, четыре несчастных связанных электродами крысы переводят из разряда фантастики в разряд перспективных технологических проектов «нейронет» - будущий аналог интернета, в котором взаимодействие людей, животных и машин осуществляется с помощью нейрокоммуникаций. Трудно даже представить, какую жизнь это принесет людям. Быть может у человека, связанного нервной сетью с миром, вообще не будет отдельного «Я», останется лишь «Мы», примерно как в известной антиутопии Евгения Замятина.
10. Обратили вспять процесс старения
Прорыв: Разработан метод, позволяющий удлинять на целую тысячу нуклеотидов человеческие теломеры - концевые участки хромосом, от длины которых во многом зависит процесс старения нашего организма.
Прогрессоры: Группа исследователей из Стендфордского университета под руководством Хелен Блау.
Подробности: Воспроизводство здоровых клеток в организме происходит путем их деления. В ходе каждого деления концы теломер уменьшаются. У молодых людей теломеры имеют длину, эквивалентную 8-10 тысячам нуклеотидов. По мере взросления и старения эти «колпачки» уменьшаются и в какой-то момент достигают точки «невозврата» - клетка прекращает делиться и окончательно умирает. А постепенное умирание клеток, несущее в себе «замусоривание» организма и есть, как считают многие ученые, главная причина старения.
Зависимость процессов старения организма от состояния теломер была известна и раньше, как и то, что здоровый образ жизни замедляет их укорачивание, но сотрудники Стендфорда предложили принципиально иной способ: они доказали, что можно использовать медицинское вмешательство извне для непосредственного увеличения концевых участков хромосом.
Основным инструментом новой технологии стала модифицированная РНК, несущая ген теломеразной обратной транскриптазы. После введения такой РНК клетки начинают вести себя как молодые и активно делится. Правда, удлиненные концы теломер снова начинают укорачиваться с каждым новым делением.
Перспективы: Люди всегда искали ответ на вопрос «Как жить долго и счастливо». И если со счастьем не все так просто, то благодаря результатам завершившихся исследований, мы имеем неплохие шансы значительно продлить свои дни. Продолжение исследований сулит успех в создании препаратов, регулярный прием которых позволит увеличить срок активной жизни клеток, из которых состоит наше тело, а это значит, что мы получим несколько нелишних лет для поиска ответа на вторую часть вопроса - о счастье.
Плоды прогресса
10 технологий, вошедших в жизнь людей в 2015 году
1.Гироскутер вместо ховерборда
Для целого поколения 2015-й был, помимо прочего, годом прибытия Марти Макфлая «назад в будущее». В отличие от фильма, в сегодняшней реальности ховербордов (то есть летающих скейтбордов) пока не предвидится. Зато стремительно входят в моду гироскутеры. По словам разработчиков, устройство, состоящее из горизонтальной площадки для ног и двух колес, управляемых двумя электромоторами, работает как вестибулярный аппарат человека: гироскопические датчики дают сигнал электромоторам вращаться вперед или назад при переносе центра тяжести. вперед) соответственно. Пока гироскутеры используют все больше знаменитости и любители передовых гаджетов, но не исключено, что эти устройства скоро потеснят самокаты и ролики. Гироскутерам осталось только стать более безопасными.
2.Генетически модифицированные животные
Уходящий год принес несколько важных сдвигов в деле распространения создаваемых в лаборатории животных. Генетически модифицированные комары, разработанные британской компанией Oxitec, были выпущены в бразильском городе Пирасикаба как средство борьбы с лихорадкой. Искусственная мутация в генах комаров-самцов передает самкам ген, который убивает их потомство до наступления половой зрелости. Эта мера должна резко сократить популяцию комаров-переносчиков лихорадки.
Другой громкой новостью стало разрешение на производство и употребление в пищу в США первого ГМ-животного. Им стал лосось AquAdvantage с внедренными ДНК, которые влияют на рост рыбы. Лосося сочли одинаково безопасным как для здоровья человека, так и для окружающей среды.
3.Маленький, быстрый, дешевый курьер
Речь не о гномах, а о дронах - маленьких летательных аппаратах с дистанционным управлением. Количество используемых в коммерческих целях беспилотников в 2015 году росло лавинообразно. Уже сейчас они доставляют товары клиентам, отслеживают ситуацию на дорогах и используются во многих других целях, спектр которых будет только расширяться: например, дроны скоро будут передавать интернет-сигнал в самых отдаленных уголках Земли. Крупнейший американский интернет-магазин Amazon обещает в ближайшем будущем с помощью нового сервиса доставлять товары весом до 2,3 кг в течение получаса и всего за 1 доллар. А в Японии оснащенных сетями дронов запускает в небо полиция: беспилотников стало так много, что появилась необходимость отлавливать потенциально опасных.
4.Персонализированная реальность
В 2015 году Facebook предоставил пользователю возможность отмечать публикации людей, которых он хотел или не хотел бы видеть в своей ленте новостей. До этого момента лента новостей пользователя наполнялась полностью автоматически: компьютер анализировал историю его лайков, комментариев и просмотров, чтобы выявить предпочтения и наполнить ленту информацией, которая может заинтересовать именно его. Теперь машина анализирует и то, какие публикации вы сознательно приоритизируете или исключаете из своей ленты, чтобы вам приходилось как можно меньше это делать. Тем не менее, возможность самостоятельно участвовать в формировании ленты новостей окончательно изменила функцию социальной сети. Теперь это не просто сайт, на который вы заходите, чтобы узнать, что нового в жизни ваших знакомых, и даже не для того, чтобы узнать новости. Это информационное пространство, где вы узнаете именно и только то, что хотите знать.
5.Интернет для лампочек
В мире искусственного освещения, как и повсюду в жизни, разворачивается цифровая революция и всеобщая «интернетизация» - только вместо людей к сети подключаются светильники. Технологии освещения сливаются с информационными технологиями благодаря светодиодам (по-английски — LED) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет, когда через него пропускают ток. Светодиоды гораздо экономичнее других лампочек, но самая притягательная их способность в том, что их параметрами можно управлять. Образцовым примером для стремительно растущего рынка умных светильников служит Hue компании Philips, которым легко управлять со смартфона, меняя цвет, цветовую температуру и яркость, или выставляя различные программные режимы - допустим, ранним утром программа задает холодный свет, стимулирующий людей к работе, а вечером - теплый, приятный и успокаивающий. А внешние датчики позволяют, например, автоматически корректировать уровень освещения в зависимости от погоды и времени суток. Изменения в освещении, происходящие благодаря светодиодам, важны не только в быту - в уходящем году их начали использовать в сельском хозяйстве, которое становится все менее «сельским» - сельскохозяйственные культуры выращиваются в помещениях с искусственно регулируемым светом, где для каждого вида, допустим, салата, подбираются оптимальные параметры светового излучения.
6.Сборка роботов на дому
Микрокопьютеры и готовые наборы для создания собственных электронных устройств в 2015 году переживали бум. Набирало популярность и сообщество мейкеров - так теперь называют «самоделкиных», любящих мастерить «умные» устройства дома, для себя. Собрать собственного робота на базе программируемого мини-компьютера вроде Galileo или Edison, нескольких датчиков и с подключением к глобальной сети теперь может любой - ассортимент конструкторов расширяется, стоимость компонентов снижается, соединять и комбинировать их все легче, а учебные материалы доступны в Интернете бесплатно. В 2015 году такие гиганты, как Intel, IBM, Microsoft и Amazon предложили пользователям «облачную» инфраструктуру для управления самодельными устройствами, хранения и обработки создаваемых ими данных. Кстати, обработка данных, поступающих от таких поделок по всему миру, может открыть новую эру в «оцифровке мира» и формировании разнообразных баз данных.
7.Ломая языковые барьеры
Взаимодействие людей, говорящих на разных языках, всегда было огромной проблемой. Трудно даже представить себе глобальное мироустройство и культуру без языковых барьеров, но похоже, люди планеты начнут понимать друг друга без переводчика совсем скоро. В 2015 году Skype запустил сервис синхронного перевода речи собеседников, говорящих на английском, немецком и французском языках (а перевод смс-сообщений - с 50 языков мира). Это, явно, только начало революции в мире автоматизированного синхронного перевода, - похоже, наконец приходит время достраивать Вавилонскую башню.
8.Суперкомпьютер в роли врача
Корпорация IBM, создавшая суперкомпьютер Watson, весной запустила облачную платформу IBM Watson Health. Проще говоря, искусственный интеллект Watson теперь живет в облаке и используется для анализа медицинских данных. В частности, помогает врачам точнее ставить диагнозы и подбирать лечение. IBM уже заключила несколько соглашений с крупными мировыми брендами, работающими в области оказания медицинских услуг. Watson обучили для работать с большими массивами медицинских данных, чтобы этот искусственный интеллект мог использовать опыт исследователей со всего мира. Watson постоянно совершенствуется, получая новые данные, помогает индивидуализировать рекомендации для пациента и реже двуногих врачей совершает ошибки.
9.Дети от трех родителей
Правительство Великобритании в феврале утвердило поправки в закон, разрешающие донорство митохондрий, - так Соединенное Королевство стало первой страной, в которой у детей могут быть гены не двух, а трех родителей. Митохондрии — крошечные, но имеющие собственный геном «аккумуляторы» живой клетки. Примерно 6500 детей в год по всему миру рождается с поломками митохондриальной ДНК, смертельными или ведущими к серьезным поражениям мозга. Митохондриальная ДНК у человека передается только по материнской линии, - и ученые придумали, как избавиться от поломок путем трансплантации митохондрий от здоровой женщины на стадии «зачатия в пробирке». Перед голосованием в Палате Общин более двух часов шли дебаты, и позиция сторонников поправки во главе с министром здравоохранения оказалась для большинства парламентариев убедительней позиции церкви и других противников поправки.
10.Компьютеры обрели зрение
Фиксировать изображение на фотографии или видео — не то же самое, что «видеть», то есть, «понимать», что именно там изображено. Научить машины видеть - значит, научить их называть объекты, узнавать людей, понимать отношения, эмоции, действия и намерения. В уходящем году был сделан важнейший шаг в этом направлении - благодаря нейросетевым методам так называемого «глубокого обучения», стали появляться программы, способные распознавать объекты, иногда даже лучше людей и даже описывать предложениями увиденное на фотографии. Конечно, это еще не полноценное видение, - например, компьютер не может оценить красоту картины. Но постепенно машины обретают зрение. В самое ближайшее время появится механизм поиска информации по ключевым словам в бесчисленных фотографиях и видеороликах интернета. Шаг за шагом, и мы не заметим, как будем воспринимать мир посредством не только своих, но и компьютерных глаз.
2016 год был богат на громкие научные открытия и зрелищные технические достижения. Открытия широко освещаются в СМИ, а наиболее интересные новинки гаджетов были продемонстрированы на выставке Consumer Electronics Show (CES). Вот уже 50 лет она является стартовой площадкой для инноваций и hi-end технологий.
Наступил декабрь и пришло время подвести самые интересные итоги 2016 года в науке и технике .
Топ-10 самых громких достижений науки 2016 года
10. Многоклеточная жизнь — результат генетической мутации
Молекула GK-PID позволяет клеткам делиться, избегая злокачественных образований. При этом древний ген, аналог GK-PID, являлся ферментом-строителем, необходимым для создания ДНК. Ученые предположили, что в каком-то из древних одноклеточных организмов 800 млн. лет назад был продублирован ген GK, одна из копий которого затем мутировала. Это и вызвало появление молекулы GK-PID, которая позволяла клеткам правильно делиться. Так появились многоклеточные организмы,
9. Новое простое число
Им стало 2^74,207,281 – 1. Открытие полезно для задач криптографии, где используются как очень сложные, так и простые числа Мерсенна (всего их обнаружено 49).
8. Девятая планета
Ученые из Калифорнийского технологического института предоставили доказательства того, что в Солнечной системе есть девятая планета. Ее орбитальный период составляет 15 000 лет. Однако из-за ее колоссальной орбиты увидеть эту планету не удалось ни одному астроному.
7. Вечное хранение данных
Это изобретение 2016 года стало возможным благодаря наноструктурному стеклу, на которое при помощи сверхскоростных коротких и лазерных импульсов записывается информация. Стеклянный диск вмещает до 360 ТБ данных и выдерживает нагрев до тысячи градусов.
6. Родство слепоглазки и четырехпалых позвоночных
У рыбы под названием тайваньская слепоглазка, которая способна ползать по стенам, обнаружены схожие с амфибиями или рептилиями анатомические способности. Это открытие позволит биологам лучше изучить, как проходил процесс превращения доисторических рыб в наземные четвероногие.
5. Вертикальная посадка космической ракеты
Обычно отработанные ступени ракеты либо падают в океан, либо сгорают в атмосфере. Теперь их можно будет использовать для последующих проектов. Процесс запуска существенно ускорится и удешевится, а время между запусками уменьшится.
4. Кибернетический имплантат
Специальный чип, вживленный в мозг полностью парализованного человека, вернул ему способность двигать пальцами. Он посылает сигналы на перчатку, надетую на руку подопытного, а в ней находятся электрические провода, стимулирующие определенные мышцы и заставляющие пальцы шевелиться.
3. Стволовые клетки помогут людям после инсульта
Ученые из Стэнфордской университетской школы медицины делали инъекции человеческих стволовых клеток в мозг 18 добровольцам, перенесшим инсульт. У всех испытуемых было отмечено улучшение мобильности и общего самочувствия.
2. Камни из углекислого газа
Исландские ученые закачали углекислый газ в в вулканическую породу. Благодаря этому процесс превращения базальта в карбонатные минералы (впоследствии становящиеся известняком) занял всего 2 года, вместо сотен и тысяч лет. Данное открытие позволит хранить углекислый газ под землей или использовать его для строительных нужд без высвобождения в атмосферу.
1. Еще одна Луна
Агентство NASA обнаружило астероид, который был захвачен гравитацией Земли. Теперь он находится на ее орбите, фактически являясь вторым естественным спутником планеты.
Список необычных новинок гаджетов 2016 года (CES)
10. Смарт-часы Casio WSD-F10
Этот влагозащищенный и очень прочный гаджет работает на глубине до 50 метров. «Мозгом» часов является ОС Android Wear. могут синхронизироваться с устройствами с ОС Android и iOS.
9. Сферический дрон
Лопасти дрона могут поранить владельца или посторонних людей. Чтобы разобраться с этой проблемой компания FLEYE создала дрон со сферическим дизайном. Его лопасти скрыты, а значит совершенно безопасны.
8. 3D-принтер Arke
Компания Mcor представила настольное устройство, позволяющее печатать цветные модели в формате 3D с использованием обычной офисной бумаги. Разрешение печати составляет 4800х2400DPI.
7. Устройство дополненной реальности от Garmin
Varia Vision — специальный дисплей для велосипедистов, размещаемый на солнцезащитных очках. Он не только информирует о частоте пульса и давлении, но и помогает составить оптимальный маршрут.
6. Дрон-«оригами»
Бумажная новинка от POWERUP управляется через Wi-Fi и может быть оснащена шлемом дополненной реальности.
5. Шлем виртуальной реальности от HTC
Шлем HTC Vive Pre позволяет физически перемещаться вокруг объектов в виртуальном пространстве. В устройстве заявлены: улучшенная яркость дисплея с большей детализацией и встроенная камера, позволяющая гаджету работать в режиме дополненной реальности.
4. Супертонкий OLED-телевизор LG SIGNATURE G6V
Инженеры компании LG интегрировали OLED-экран 65-дюймовой модели телевизора в стекло толщиной 2,57 мм. Благодаря заявленной глубине цвета в 10 бит телевизор может демонстрировать фантастически красочное изображение.
3. Гриль на солнечной энергии
У гриля GoSun уникальный дизайн, который направляет солнечный свет в сторону цилиндра, способного нагреваться до 290 градусов за 10 или 20 минут (зависит от модели).
2. Пассажирский дрон EHang 184
Стильная новинка техники 2016 года сможет нести один пассажира в течение 23 минут со скоростью 100 км/час. Место назначения указывается на планшете.
1. Гибкий экран для смартфона от LG Display
На первой позиции топ-10 находится прототип 18-дюймового экрана, способного сворачиваться подобно листу бумаги. Этот тип футуристического дисплея является перспективным для использования в смартфонах, телевизорах и планшетах.
– Евгения Яковлева
Новые технологии и открытия входят в нашу жизнь так быстро, что в какой-то момент мы перестаём понимать, фантастика это или уже реальность.
Характерный признак ракового гена
Не каждая опухоль одинаково смертельна. Например рак простаты даёт намного больший процент излечений, чем опухоль в пищеводе. Хорошая новость, однако, в том, что изучив мутировавший геном опухоли, доктора могут точно определить, будет ли рак чувствителен к определённому виду химиотерапии или окажется безответен к известным способам лечения. Другими словами, знание подтипа ракового гена позволяет перейти сразу к именно к той клинической терапии, которая сохранит жизнь пациента.
Летающие автомобили
Может быть, для некоторых это всё ещё звучит как сцена из научно-фантастического фильма, но летающие машины уже существуют. Детище американской компании «Террафуджия» расходует примерно семь литров бензина на 100 километров как автомобиль и 19 литров в час как самолёт. Машина передвигается по воздуху со скоростью 185 км/ч и может пролететь без посадки около 800 км. Вы уже можете купить такую сегодня: первоначальный взнос 10 тысяч долларов.
Открыта первая планета с ЧЕТЫРЬМЯ солнцами
Международная команда астрономов объявила об открытии планеты, чьи небеса освещены четырьмя солнцами – это первая известная планета такого типа. Она находится в пяти тысячах световых лет от Земли, и получила название PH1 в честь Planet Hunters («Охотники за планетами») -программы Йельского университета, в которой участвуют волонтёры, занятые поиском новых планет.
NASA начинает использовать роботизированные экзоскелеты
Экзоскелет X1 весит примерно 25 кг, содержит четыре моторизированных сустава и шесть пассивных. В зависимости от настроек, он может мешать движению, что пригодится астронавтам для физических упражнений в невесомости, либо помогать, позволяя ходить людям с парализованными ногами.
Искусственные листья генерируют электричество
Используя относительно недорогие материалы, Даниель Г. Носера создал первый в мире настоящий искусственный лист. Замкнутые секции имитируют фотосинтез, но в результате получается водород, а не кислород. Водород может быть собран в топливные ячейки и использован для создания электричества, даже в самых удалённых местах на Земле.
В Греции используется автобус на автопилоте
Внедрение автоматического транспорта в Европе началось с греческого города Трикала, где четыре маленьких автобуса без водителей уже совершают пробные поездки по улицам. Эти автобусы запущены в рамках поддерживаемого ЕС проекта CityMobil2, призванного запустить в Европе автоматические дорожно-транспортные системы с самоуправляемыми автобусами. Каждый автобус может перевозить от 10 до 12 пассажиров на скорости до 20 километров в час. Эта скорость кажется небольшой, но помните, что эти автобусы электрические, бесшумные и не загрязняют окружающую среду.
3D-принтер создаёт полноразмерные дома за один сеанс
Гигантский принтер под названием D-shape, созданный Энрико Дини, способен напечатать двухэтажное здание вместе с комнатами, лестницами, трубами и стенами. Используя лишь песок и минеральные вяжущие вещества, принтер формирует материал такой же крепкий, как усиленный бетон, и выглядящий, как мрамор. Процесс создания занимает примерно четверть времени по сравнению с традиционным зданием. Напечатанный дом имеет закругленную архитектуру, и может быть построен без использования специальных знаний и навыков.
Получена первая фотография ДНК
С помощью электронного микроскопа Энцо ди Фабрицио и его команда из итальянского Института Технологий в Генуе сумели сфотографировать знаменитую двойную спираль Уотсона-Крика во всей красе, расположив нити ДНК на кремниевой подложке с выступающими из неё столбиками. Эта техника позволит учёным увидеть, как белки, рибонуклеиновые кислоты и другие биомолекулы взаимодействуют с ДНК
Генетически модифицированный шёлк крепче стали
В университете Вайоминга учёные модифицировали группу шелковичных червей, чтобы производить шёлк, который крепче стали. Супер-крепкий шёлк может использоваться в разных областях, например, это могут быть крепкие хирургические нитки для медиков, биоразлагаемая альтернатива пластику для бизнеса или лёгкая броня для военных.
Робот DARPA может обходить препятствия
«DARPAtv» из Агентства передовых оборонных исследовательских проектов в 2012 году опубликовало вирусное видео на тему роботов. Робот, названный ими Pet-Proto, проходил по специально оборудованному препятствиями маршруту, автономно принимая решения. Множество людей, просмотревших этот ролик, высказали мнение, что когда этот робот сможет делать то же самое без помощи проводов, человечество обречено
Лазерное оружие уже реальность
Вы видели эти сверкающие лазеры в фильмах «Звёздные войны» и «Терминатор» и наверное думали, что они существуют только в мире научной фантастики. Итак, вы ошибались! Армия США имеет лазерное оружие под названием Мститель. Он в двадцать раз горячее кухонной конфорки и может разрезать артиллерийский снаряд. Сейчас он используется для разрушения самодельных взрывных устройств, которые наносят армии США больший ущерб, чем любое другое оружие.
Глазные протезы возвращают зрение слепым
Недавно два слепых человека в Великобритании получили глазные импланты в результате восьмичасовой операции. После многих лет слепоты, оба восстановили «полезное» зрение за несколько недель, теперь они видят очертания объектов и цветные сны. Врачи ожидают дальнейшее улучшение по мере того, как мозг заново приспособится к зрению
Человек с параличом всех конечностей успешно использует роботизированную руку, управляемую силой мысли
В 2012 году женщина с параличом всех конечностей научилась управлять механической рукой при помощи силы мысли настолько хорошо, что могла есть шоколадки. Но команда университета из Питтсбурга на этом не остановилась. Улучшая технологию руки и сотрудничая с пациенткой Ян Шейерманн, исследователи с тех пор позволили ей кроме простого захвата освоить четыре новых движения – растопыренные пальцы, щепоть, горсть и отведение большого пальца, что расширяет возможности манипуляции.
Можно проглотить камеру размером с пилюлю вместо введения эндоскопа
Колоноскопия может быть весьма неприятной процедурой. Когда результаты неразборчивы, приходится проводить повторное исследование, что вызывает стресс у пациента. Американское Управление по контролю за едой и лекарствами одобрило устройство, которое можно использовать в случае повторного исследования и которое подвергает организм минимальному воздействию. Это миниатюрная камера, получившая название PillCam Colon. Её необходимо проглотить, чтобы она прошла по желудочно-кишечному тракту.
Трёхмерный дисплей inFORM позволяет удалённое манипулирование физическими объектами
Игольчатый дисплей inFORM , изобретённый Tangible Media Group из Массачусетского технологического института позволяет пользователям взаимодействовать с данными с минимальным физическим барьером. Он также позволяет пользователям виртуально проникать сквозь экран и манипулировать физическими объектами, которые могут находиться в тысяче миль. Текущая версия inFORM имеет очень ограниченное пространственное разрешение, но наблюдение его в действии даёт сильное впечатление потенциала таких устройств.
Инженеры создали отвечающую на прикосновения тонкую искусственную кожу
Новое изобретение инженеров из Калифорнийского Университета в Бекркли может помочь роботам стать более чувствительными к прикосновению. Исследовательская команда под руководством профессора отдела электротехники и компьютерных наук Али Джавея, создала первую интерактивную сеть сенсоров, используя гибкий пластик. Новая электронная кожа или е-кожа мгновенно подсвечивается в ответ на прикосновение. Чем интенсивнее нажатие, тем ярче подсветка. Мы можем только полюбопытствовать, знал ли Джеймс Кэмерон что-то такое, чего мы не знали, когда снимал фильм про первого терминатора в 80-х.
Учёные создали искусственную матку, как в фильме «Матрица»
Это может звучать, как сценарий жуткого фильма (да-да, я говорю о «Матрице») но искусственная матка уже существует в реальности. В Токио исследователи разработали технику под названием EUFI — внематочное вынашивание плода. Они взяли зародыши коз, вставили катетеры в широкие артерии в пуповине и снабжали зародыши обогащённой кислородом кровью, пока те находились в инкубаторе, заполненном искусственной амниотической жидкостью, подогретой до температуры тела. Благодаря этим исследователям мы на один шаг ближе к тому, чтобы стать батарейками для наших механических хозяев.
Человеческий мозг взломан
На ежегодной технической конференции USENIX исследователи продемонстрировали уязвимость в человеческом мозге. Используя открыто продающуюся гарнитуру для энцефалограммы и взаимодействующую с ней компьютерную программу, они показали, что возможно взломать ваш мозг, принуждая вас выдать информацию, которую вы бы хотели оставить в тайне. Дело в том, что на энцефалограмме появляются характерные пики, если испытуемый узнаёт знакомые образы, например пин-код от банковской карты или лицо ребёнка.
Технология плащей-невидимок сделала огромный шаг вперёд
Компания из Британской Колумбии «HyperStealth Biotechnology» показала функционирующий прототип своей новой ткани для армии Канады и США в этом году. Материал, названный «квантум стелс» отклоняет световые волны от носителя без использования батареек, зеркал или камер. Он может блокировать субъекта не только от взглядов, но и от инфракрасных сканеров.
Видеть сквозь стены как Супермен теперь реально
В Массачусетском университете технологий инженеры работают над устройством, которое позволит пользователю собирать данные о том, что движется с другой стороны стены. Прототип под названием Wi-Vi транслирует движение в той же манере, что и эхолокатор.
Первая в мире нога, полностью управляемая силой мысли, выходит на прогулку
Соединённая с хозяином при помощи двух нервов и компьютерных сенсоров, эта бионическая нога работает так же, как обычная человеческая нога. Уровень ошибок оценивается около 1,8 %, это настолько близко к безупречному управлению мыслью, насколько может современная наука. Созданная в Чикагском центре бионической медицины, эта нога является самым последним достижением в протезировании.
Умение контролировать движение объекта - это что-то из области научной фантастики, но благодаря исследователям из Колледжа науки и техники Миннесоты оно стало реальностью. Используя неинвазивный метод, известный как электроэнцефалография, задействующий мозговые волны, пятеро студентов смогли управлять движением вертолета.
Глядя в противоположную от вертолета сторону, студенты смогли двигать транспорт в различных направлениях, имитируя движения левой руки, правой руки и обеих рук. Спустя некоторое время участники проекта смогли выполнить с вертолетом несколько маневров, включая прохождение через кольцо. Ученые надеются улучшить эту неинвазивную технологию управления мозговыми волнами, что в конечном счете поможет восстановить движение, слух и зрение у пациентов, страдающих от паралича или нейродегенеративных расстройств.
МРТ сердца
Антрациклин остается эффективной формой химиотерапии, но уже доказано, что он может повредить сердца детей, проходящих лечение. Как правило, у большинства детей, пострадавших от этого порока сердца, было обнаружено, что стенки их сердец истончились, а к моменту диагностирования было уже слишком поздно, чтобы что-то делать. Ультразвук зачастую упускает пороки сердца на ранних стадиях исследования и обнаруживает их только когда необратимые повреждения уже приняли свое.
В прошлом году появилась принципиально новая техника. В ходе всесторонних испытаний выяснилось, что T1 МРТ может быть более точным, эффективным и безопасным методом выявления сердечно-сосудистых заболеваний у детей. Врачи смогли увидеть детские пороки сердца раньше и более эффективно, нежели с УЗИ (которые ошибочно показывают, что сердце прекрасно себя чувствует). Это отличный медицинский прогресс для выявления сердечных заболеваний детей раннего возраста.
Эффективный электролиз (расщепление соленой воды)
В гонке в поисках эффективных и богатых альтернативных видов топлива исследователи постоянно пытаются найти способ эффективного расщепления морской воды для производства водородного топлива. В июне прошлого года команда Австралийского исследовательского центра науки электроматериалов обнародовала катализатор, который способен расщеплять океаническую воду, задействовав не очень много энергии.
Катализатор был воплощен в гибкий пластиковый бак, который впитывает и использует энергию, полученную от света, для окисления морской воды. В отличие от существующих методов, которые требуют большого количества энергии для окисления воды, этот метод может вырабатывать достаточно энергии для питания среднего дома и автомобиля в течение целого дня, используя только 5 литров морской воды.
В этом баке содержатся синтетические молекулы хлорофилла, использующие энергию солнца подобно тому, как это делают растения и водоросли. Химических проблем в этом методе тоже нет, в отличие от нынешнего метода расщепления воды, в процессе которого испускаются облака ядовитого газа - хлора.
Этот действенный и эффективный метод может существенно снизить затраты на водородное топливо, что позволит ему стать конкурентоспособным бензину альтернативным топливом в будущем.
Крошечная батарея
С изобретением 3D-принтеров пределы для типов сложных и комплексных объектов, которые можно создать, существенно расширились. В прошлом году команда исследователей из Гарварда и Университета Иллинойса смогли синтезировать литий-ионный аккумулятор, который меньше песчинки и тоньше человеческого волоса.
Столь поразительных размеров удалось достичь с помощью тонкого наслоения сети переплетенных электродов. После того как на компьютере был сделан 3D-проект, принтер использовал специально изготовленные жидкие краски, содержащие электроды, которые должны были немедленно затвердевать, попадая на воздух. Такому устройству может найтись масса применений, и все благодаря его размерам. Впрочем, на 3D-принтерах уже кровеносную систему сосудов, поэтому электродами мало кого удивишь.
До появления этой батарейки существование невероятно малых объектов батарейного питания было практически невозможным. Дело в том, что для создания подобных батареек нужны были подобные батарейки, которые могли передать первым энергию. 3D-принтер использует чернила и детальный проект компьютерной программы, создавая подобные микробатарейки.
Биоинженерные части тела
6 июня 2013 года группа врачей в Университете Дюка успешно имплантировала первый биоинженерный кровеносный сосуд живому пациенту. Хотя биоинженерия развивается семимильными шагами, эта процедура стала первой успешной имплантацией искусственной биоинженерной части тела.
Вена была имплантирована пациенту, страдающему от конечной стадии заболеваний почек. Сначала ее синтезировали из донорской клетки человека на своеобразных «лесах». Для того чтобы предотвратить атаку инородного тела любыми антителами у пациента, из вены удалили качества, которые могли спровоцировать эту атаку. И сосуд оказался более успешным, нежели имплантаты синтетического или животного происхождения, поскольку не был склонен к свертыванию и не представлял риск заражения во время операции.
Невероятно, но вены изготовлены из тех же гибких материалов, которые их соединяют, а также принимают свойства от клеточной среды и других вен. С успехом такой процедуры эта новая область имеет огромные последствия для дальнейшего развития в мире медицины. Кроме того, через 10-15 лет будет напечатано биоинженерное сердце, если верить прогнозам.
Четырехкварковая частица
Поиск объяснения рождения нашей Вселенной был существенно разогрет после прошлогоднего объявления об обнаружении частицы из четырех кварков. Хотя вам эта находка может показаться не такой уж и важной, для физиков она поднимает ряд новых объяснений и теорий о создании первой материи. До того момента объяснение создания материи было существенно ограничено тем, что были обнаружены лишь частицы с двумя или тремя кварками.
Ученые назвали новую частицу Zc (3900), и они предполагают, что она была создана в первые, неистово горячие секунды после Большого Взрыва. После нескольких лет сложных математических вычислений, проводимых коллаборацией BaBar в Национальной лаборатории ускорения SLAC (аффилированной со Стэнфордским университетом), ученые, работающие на Пекинском электро-позитронном коллайдере (BEPCII) обнаружили эту частицу по ряду случаев. Поскольку ученые вообще весьма щедрый народ, результатами поделились с ребятами на CERN и HEARO в Цукубе, . Это те же ученые, которые недавно наблюдали и выделили 159 подобных частиц. Однако частице не хватало обоснования, пока ученые с детектора Belle в Пекине не подтвердили выделение 307 отдельных частиц этого типа.
Ученые утверждают, что понадобилось провести 10 триллионов триллионов субатомных столкновений в их детекторе, который в два раза больше знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Некоторые физики выступили с критикой наблюдений, утверждая, что частица является не более, чем двумя мезонами (две кварковых частицы), соединенными вместе. Несмотря на это, частица была принята.
Альтернативное микробное топливо
Представьте себе мир, в котором высокоэффективное и недорогое альтернативное топливо можно было бы получить так же легко, как кислород из воздуха вокруг нас. Благодаря коллаборации Министерства энергетики США и команде исследователей в Университете Дюка, у нас могут быть микроорганизмы, которые воплотят мечту в реальность. В последние годы наблюдается все больше успехов в мире альтернативных видов топлива (например, этанола из кукурузы и сахарного тростника). К сожалению, эти методы весьма неэффективны и не выдерживают критику. Не так давно ученые смогли придумать электротопливо, которое сможет «поедать» солнечную энергию, не отнимая у нас воду, еду или землю, подобно большинству альтернативных видов топлива.
В дополнение к низкой потребности в энергии, крошечные микробы могут эффективно синтезировать это электротопливо в лаборатории. Электротопливные микробы были выделены и обнаружены в нефотосинтезирующих бактериях. Они используют электроны в почве в виде пищи и поедают энергию для производства бутанола, взаимодействуя с электричеством и углекислым газом. Используя эту информацию и проведя некоторые манипуляции с генами, ученые включили данный вид микробов в выращенные в лаборатории культуры бактерий, позволив им производить бутанол в огромных количествах. Бутанол сейчас выглядит лучшей альтернативой как этанолу, так и бензину по множеству причин. Будучи более крупной молекулой, бутанол обладает большими возможностями для хранения энергии, нежели этанол, и не абсорбирует воду, поэтому вполне может находиться в газовых баках любого автомобиля и передаваться через бензиновые трубопроводы. Бутаноловые микробы стали многообещающим маяком эпохи альтернативных видов топлива.
Медицинские преимущества серебра
Исследование о пользе использования серебра в антибиотиках было опубликовано 19 июня прошлого года исследователями Бостонского университета. В то время как уже давно известно, что серебро обладает сильными антибактериальными свойствами, ученые только недавно обнаружили, что оно может превращать обычные антибиотики в антибиотики на стероидах.
В настоящее время известно, что серебро использует множество химических процессов, чтобы препятствовать размножению бактерий, замедлять скорость их метаболизма и нарушать гомеостаз. Эти процессы приводят к ослаблению бактерий и делают их более восприимчивыми к антибиотикам. Множество исследований показало, что смесь серебра и антибиотиков была до 1000 раз более эффективной в убийстве бактерий, нежели просто антибиотики.
Некоторые критики предупреждают, что серебро может оказывать токсичные эффекты на пациентов, но ученые не соглашаются с этим, утверждая, что небольшие и нетоксичные количества серебра только увеличивают эффективность антибиотиков, не принося вреда при лечении. Это весьма интересное открытие для медицинского мира, а применение драгоценных металлов продолжает развиваться в количественном и качественном отношении.
Зрение для слепых
Первый прототип бионического глаза командой австралийских биоинженеров в начале июня прошлого года. Бионический глаз работает с помощью чипа, имплантированного в череп пользователя, а после подключенного к цифровой камере в очках. В то время как очки в настоящее время позволяют пользователю только видеть очертания, прототип должен значительно улучшиться в будущем. Как только камера захватывает изображение, сигнал изменяется и посылается по беспроводному каналу на микрочип. Оттуда сигнал активирует точки на микрочипе, имплантированном в отдел коры головного мозга, отвечающий за зрение. Команда исследователей надеется, что в будущем легкие, удобные и ненавязчивые очки смогут обеспечить максимум комфорта людям с плохим зрением. Их смогут использовать 85% слепых людей.
Иммунитет к раку
В прошлом году Университет Рочестера , в котором рассматривается механизм противостояния раку у голых землекопов. Эти жутковатые подземные грызуны не самые симпатичные на этой планете, но именно они будут смеяться последними, когда все живое будет умирать от рака.
В пространствах между клетками тел голых землекопов был обнаружен липкий сахар, гиалуронан (HA), и он, похоже, препятствует тесному разрастанию клеток и образованию опухолей. Грубо говоря, это вещество останавливает размножение клеток, как только они достигают определенной плотности. Причиной повышенного количества этого сахара является, как думают ученые, двойная мутация в двух энзимах, способствующих росту HA.
Было обнаружено, что в клетке с низким уровнем HA рак быстро разрастается, но в клетках с высоким уровнем HA опухоль не формируется. Ученые надеются модифицировать лабораторных крыс для получения больших количеств HA и выработать у них иммунитет к раку.
