Шесть открытий за десятилетие, которые навсегда изменили науку

Шесть открытий за десятилетие, которые навсегда изменили науку

(Веб-стол) - От поиска строительных блоков для жизни на Марсе до прорывов в области редактирования генов и развития искусственного интеллекта - вот шесть основных научных открытий, которые сформировали 2010-е годы - и то, что, по словам ведущих экспертов, может последовать дальше.

Мы одни?

Мы еще не знаем, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе, но благодаря маленькому шестиколесному роботу мы знаем, что Красная Планета пригодна для обитания.

Вскоре после приземления 6 августа 2012 года марсоход Curiosity НАСА обнаружил округлую гальку - новое свидетельство того, что реки текли туда миллиарды лет назад.

С тех пор доказательства умножились, показав, что на Марсе действительно было много воды - поверхность была покрыта горячими источниками, озерами и, возможно, даже океанами.

Любопытство также обнаружило то, что НАСА называет строительными блоками жизни, сложными органическими молекулами, в 2014 году.

И поэтому охота продолжается на признаки того, что земная жизнь не одинока (или не всегда) одинока.

В следующем году будут выпущены два новых вездехода - американский Марс 2020 и европейские марсоходы Rosalind Franklin в поисках древних микробов.

«Начиная с наступающего десятилетия, исследования Марса перейдут от вопроса« Был ли Марс пригоден для жизни? »К« Поддерживал ли (или) Марс жизнь? », - говорит Эмили Лакдавалла, геолог из Планетарного общества.



Эйнштейн был прав (снова)

Мы долго думали о маленьком уголке Вселенной, который мы называем домом, как об уникальном, но наблюдения, сделанные благодаря космическому телескопу Кеплера, разрушили эти притязания.

Запущенная в 2009 году, миссия Кеплера помогла выявить более 2600 планет за пределами нашей Солнечной системы, также известной как экзопланеты, - и астрономы считают, что у каждой звезды есть планета, то есть миллиарды там.

Преемник Кеплера TESS был запущен НАСА в 2018 году, когда мы расширили потенциал для внеземной жизни.

Ожидается более подробный анализ химического состава атмосферы этих планет в 2020-х годах, сказал Тим Суиндл, астрофизик из Университета Аризоны.

Мы также получили первый проблеск черной дыры в этом году благодаря новаторской работе коллаборации Event Horizon Telescope.



«Я предсказываю, что к концу следующего десятилетия мы будем снимать высококачественные фильмы о черных дырах в реальном времени, которые показывают не только то, как они выглядят, но и как они действуют на космической сцене», - говорит Шеп Доулман. директор, рассказал AFP.

Но одно событие десятилетия, несомненно, стояло над остальными: впервые обнаружение 14 сентября 2015 года гравитационных волн, ряби в ткани вселенной.

Столкновение двух черных дыр 1,3 миллиарда лет назад было настолько мощным, что распространяло волны по всему космосу, которые изгибали пространство и путешествовали со скоростью света. В то утро они наконец достигли Земли.

Это явление было предсказано Альбертом Эйнштейном в его теории относительности, и здесь было доказательство того, что он был прав с самого начала.

Трое американцев получили Нобелевскую премию по физике в 2017 году за свою работу над проектом, и с тех пор было обнаружено гораздо больше гравитационных волн.

Тем временем космологи продолжают спорить о происхождении и составе вселенной. Невидимая темная материя, которая составляет ее подавляющее большинство, остается одной из величайших загадок, которые нужно решить.

«Нам не терпится узнать, что это может быть», - сказал космолог Джеймс Пиблз, получивший в этом году Нобелевскую премию по физике.

Добро пожаловать в эру CRISPR

Кластеризованные регулярные межпространственные короткие палиндромные повторы (CRISPR) - семейство последовательностей ДНК - это фраза, которая точно не скатывается с языка.

Но область биомедицины теперь можно разделить на две эпохи, одна из которых была определена в течение последнего десятилетия: до и после CRISPR-Cas9 (или CRISPR для краткости), основы технологии редактирования генов.

«Редактирование генов, основанное на CRISPR, стоит на первом месте», - заявил AFP Уильям Келин, лауреат Нобелевской премии в области медицины за 2019 год.

В 2012 году Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна сообщили, что они разработали новый инструмент, который использует систему иммунной защиты бактерий для редактирования генов других организмов.

Это намного проще, чем предыдущие технологии, дешевле и удобнее в небольших лабораториях.

Шарпантье и Дудна были осыпаны наградами. но техника также далека от совершенства и может создавать непреднамеренные мутации.

Эксперты полагают, что это могло произойти с китайскими близнецами, родившимися в 2018 году в результате правок, выполненных исследователем, которого широко критиковали за игнорирование научных и этических норм.

Тем не менее, CRISPR остается одной из крупнейших научных историй последних лет, и Келин предсказывает «взрыв» в его использовании для борьбы с болезнями человека.



Иммунотерапия на передний план

На протяжении десятилетий у врачей было три основных средства борьбы с раком: хирургия, химиотерапевтические препараты и радиация.

В 2010-х годах появился четвертый, в котором давно сомневались: иммунотерапия или использование собственной иммунной системы организма для воздействия на опухолевые клетки.

Один из самых передовых методов известен как Т-клеточная терапия CAR, в которой Т-клетки пациента - частьНаследственная иммунная система - собирается из их крови, модифицируется и реинфузируется в организм.

С середины 2010-х годов на рынке появилось множество лекарств для лечения все большего числа видов рака, включая меланомы, лимфомы, лейкемии и рак легких, что предвещает, как надеются некоторые онкологи, золотую эру.

Для Уильяма Рака, научного директора Американского онкологического общества, следующее десятилетие может принести новые иммунотерапии, которые «лучше и дешевле», чем то, что мы имеем сейчас.



Встретить родственников

Десятилетие началось с нового существенного дополнения к генеалогическому древу человека: денисовцы, названные в честь пещеры Денисовой в Алтайских горах Сибири.

Ученые установили последовательность ДНК кости пальца несовершеннолетней женщины в 2010 году, обнаружив, что она отличается от генетически современных людей и неандертальцев, наших самых известных древних кузенов, которые жили рядом с нами примерно 40 000 лет назад.

Считается, что таинственный вид гоминина простирался от Сибири до Индонезии, но единственные останки были найдены в Алтайском крае и Тибете.

Мы также узнали, что, в отличие от ранее предполагавшегося, Homo sapiens широко разводились с неандертальцами - и наши родственники не были предполагаемыми ранее грубыми проститутками, а отвечали за произведения искусства, такие как отпечатки ладоней в испанской пещере, которые они были зачислены для создания в 2018 году.

Они также носили украшения и хоронили своих мертвецов цветами - как и мы.

Затем появился Homo naledi, останки которого были обнаружены в Южной Африке в 2015 году, в то время как в этом году палеонтологи классифицировали еще один вид, найденный на Филиппинах: гоминин небольшого размера под названием Homo luzonensis.

Достижения в тестировании ДНК привели к революции в нашей способности упорядочивать генетический материал десятки тысяч лет, помогая распутывать древние миграции, такие как скотоводы бронзового века, которые покинули степи 5000 лет назад, распространяя индоевропейские языки в Европе и азия.

«Это открытие привело к революции в нашей способности изучать человеческую эволюцию и к тому, как мы стали такими, какими никогда раньше не могли быть», - сказал Вагхиш Нарасимхан, генетик из Гарвардской медицинской школы.

Одним из захватывающих новых направлений на следующее десятилетие является палеопротеомика, которая позволяет ученым анализировать кости миллионов лет.

«Используя эту технику, можно будет разобраться во многих окаменелостях, эволюционное положение которых неясно», - сказала Аида Гомес-Роблес, антрополог из Университетского колледжа Лондона.AI повышается

Машинное обучение - то, что мы обычно имеем в виду, когда говорим об «искусственном интеллекте» - вступило в силу в 2010-х годах.

Используя статистику для определения шаблонов в обширных наборах данных, машинное обучение сегодня обеспечивает все - от голосовых помощников до рекомендаций по Netflix и Facebook.

Так называемое «глубокое обучение» продвигает этот процесс еще дальше и начинает имитировать некоторые сложности человеческого мозга.

Это технология, стоящая за некоторыми из самых ярких достижений десятилетия: от AlphaGo от Google, победившего чемпиона мира в невероятно сложной игре Go в 2017 году, до появления голосовых переводов в реальном времени и расширенного распознавания лиц в Facebook ,

Например, в 2016 году Google Translate - запущенный десятилетием ранее - превратился из сервиса, который предоставлял результаты, которые в лучшем случае были неестественными, а в худшем - в бессмысленные, в сервис, предлагающий переводы, которые были намного более естественными и точными.

Временами результаты даже казались отточенными.

«Конечно, самым большим прорывом в 2010-х годах стало глубокое обучение - открытие того, что искусственные нейронные сети могут быть расширены для решения многих реальных задач», - сказал Генри Каутц, профессор компьютерных наук в Университете Рочестера.

«Я думаю, что в прикладных исследованиях ИИ обладает потенциалом для разработки новых методов научного открытия», от повышения прочности материалов до открытия новых лекарств и даже прорывов в физике, сказал Каутц.

Для Макса Джадерберга, ученого-исследователя из DeepMind, принадлежащего материнской компании Google Alphabet, следующим большим шагом станет использование «алгоритмов, которые могут научиться находить информацию, быстро адаптировать, усваивать и использовать эти новые знания», в отличие от зависимости на людей, чтобы кормить их правильными данными.

Это может в конечном итоге проложить путь к «искусственному общему интеллекту» или машине, способной выполнять любые задачи, которые могут выполнять люди, а не превосходить одну функцию.

Comments

Popular posts from this blog

Элон Маск делится потрясающей анимацией SpaceX's Crew Dragon

Физики достигли первой в мире квантовой телепортации между компьютерными чипами

Пластиковая тарелка: визуализируем микропластик, который мы потребляем