Андрей Окуньков. Фото: «Радио Свобода»

Перельман и Смирнов - представители Ленинградской математической школы, выпускники небезызвестной 239-й школы и математико-механического факультета СПбГУ. Но были среди номинантов математической Нобелевки и москвичи, например много лет проработавший в США профессор Колумбийского университета, выпускник МГУ Андрей Окуньков . Он получил медаль Филдса в 2006 году, одновременно с Перельманом, за достижения, соединяющие теорию вероятностей, теорию представлений и алгебраическую геометрию. На практике работы Окунькова разных лет нашли применение как в статистической физике для описания поверхностей кристаллов, так и в теории струн - области физики, пытающейся объединить принципы квантовой механики и теории относительности.

История

Петр Турчин. Фото: Технологический университет Стивенс

Новую теорию на стыке математики и гуманитарных наук предложил Петр Турчин . Удивительно, что при этом сам Турчин не математик и не историк: он биолог, учившийся в МГУ, ныне работает в университете Коннектикута и занимается исследованием популяций. Процессы популяционной биологии развиваются на протяжении долгого времени, и для их описания и анализа зачастую необходимо построение математических моделей. Но моделирование можно использовать и для лучшего понимания социальных и исторических явлений в человеческом обществе. Именно это и сделал в 2003 году Турчин, назвав новый подход клиодинамикой (от имени музы истории Клио). С помощью этого метода самим Турчиным были установлены «вековые» демографические циклы.

Лингвистика

Андрей Зализняк. Фото: Mitrius/wikimedia

Ежегодно в Новгороде, а также в некоторых других древних русских городах, таких как Москва, Псков, Рязань и даже Вологда, находят все новые и новые берестяные грамоты, возраст которых датируется XI-XV веком. В них можно найти личную и официальную переписку, детские упражнения, рисунки, шутки, а то и вовсе любовные послания - «Чердак» о самых смешных древнерусских надписях. Живой язык грамот помогает исследователям разобраться в новгородском диалекте, а также в жизни простого народа и истории Руси. Самый известный исследователь берестяных грамот - это, безусловно, академик РАН Андрей Зализняк : недаром на его ежегодные лекции, посвященные вновь найденным грамотам и расшифровке старых, набивается полный зал народу.

Климатология

Василий Титов. Фото с сайта noaa.gov

Утром 26 декабря 2004-го, в день трагического цунами в Индонезии, унесшего, по разным оценкам, жизни 200-300 тысяч человек, выпускник НГУ, работающий в Центре по исследованию цунами при Национальной океанической и атмосферной администрации в Сиэтле (США), Василий Титов проснулся знаменитым. И это не просто фигура речи: узнав о сильнейшем землетрясении, произошедшем в Индийском океане, ученый, прежде чем лечь спать, решил запустить на компьютере программу по прогнозированию волны цунами и выложил ее результаты в сеть. Его прогноз оказался очень точным, но, к сожалению, был сделан слишком поздно и потому не смог предотвратить человеческих жертв. Теперь же программа по прогнозированию цунами MOST , разработанная Титовым, используется во многих странах мира.

Астрономия

Константин Батыгин. Фото с сайта caltech.edu

В январе 2016 года мир потрясла еще одна новость: в нашей родной Солнечной системе . Одним из авторов открытия оказался родившийся в России Константин Батыгин из Калифорнийского университета. Исследовав движение шести космических тел, находящихся за орбитой Нептуна - последней из признанных на данный момент планет, ученые с помощью вычислений показали, что на расстоянии, в семь раз превышающем расстояние от Нептуна до Солнца, должна находится еще одна, обращающаяся вокруг Солнца планета. Размер ее, по оценкам ученых, в 10 раз превышает диаметр Земли. Однако для того, чтобы окончательно убедиться в существовании далекого гиганта, все еще необходимо увидеть его с помощью телескопа.

Анна Шустикова

В мире осталось еще столько непознанного и неизученного, что ученым просто некогда сидеть, сложа руки. Они пытаются разгадать тайны космоса и найти лекарство от рака, обнаружить эликсир долголетия и изобрести самосовершенствующийся искусственный интеллект. Какие новые научные открытия и изобретения были сделаны за последние годы, мы расскажем в нашей статье.

Невероятные научные открытия современности

Находкам исследователей XXI века трудно сразу дать оценку. Их весомость и нужность, возможно, будут по достоинству оценены даже не нами, а нашими потомками. Но мы выбрали наиболее значимые, на наш взгляд, новые научные открытия XXI века, которые могут стать знаковыми для человечества.

Искусственные мышцы человеческого тела

Американским ученым из университета Дьюка удалось впервые в лабораторных условиях вырастить мышцы человеческого скелета, которые практически ничем не отличаются от обычных. Они способны реагировать на внешние раздражители, в том числе на воздействие электротоком, введение медицинских препаратов и пр. Полученная в лаборатории мышечная ткань будет использоваться для изучения заболеваний мышц и в ходе тестирования лекарственных веществ.

МРТ способно прогнозировать поведение человека

Новые возможности магнитно-резонансной томографии стали известны после выхода в свет журнала «Neuron», опубликовавшего в одной из своих статей результаты последних исследований в этой области диагностики. Оказывается, по снимку МРТ можно составить поведенческую модель человека. Другими словами, магнитно-резонансное обследование способно спрогнозировать поведение человека в будущем, оценить степень его обучаемости, обнаружить склонность к асоциальным поступкам, в том числе преступлениям, а также предсказать реакцию на лекарственную терапию.

Вакцина от ВИЧ

Вирус иммунодефицита был назван чумой XX века, в XXI столетии появилась надежда найти от него лекарство. Исследователи института Скриппс разработали эффективную вакцину, способную справиться с некоторыми видами ВИЧ. Это лекарство заставляет трансформироваться ДНК и активизироваться иммунную систему. Пока исследования не завершены, но если обещания ученых сбудутся, бороться со СПИДом станет намного легче.

Лечение рака на основе нанотехнологий

Свою лепту в борьбу с онкологическими заболеваниями внесли иранские ученые, разработавшие схему нанотаблетки, способной снижать токсическое воздействие на организм противораковых препаратов. Медики утверждают: это лекарство поможет в разы повысить эффективность лечения рака молочной железы. Но открытию всего без году неделя, и делать окончательные выводы пока рано.

Океан на Марсе

Новые научные открытия NASA подтверждают версию о существовании в прошлом жизни на Марсе. Ученые, проанализировавшие имеющиеся данные, пришли к выводу: часть территории северного полушария Красной планеты когда-то была занята океаном. Его площадь была примерно равна площади нашей Атлантики, а глубина в отдельных местах достигала 1,6 км. А там, где есть вода, существует и жизнь…

Найден еще один предок человека

Палеонтологи обнаружили в Южной Африке фрагменты костей Homo naledi — существ, которые, по заключению ученых, являлись прародителями современного человека. Останки 15 скелетов были найдены в пещере Диналеди. Исследователи уже высказали предположение, что Homo naledi жили на территории нынешней Африки примерно 3 миллиона лет назад. Надо отметить, что в научной среде нашлись скептики, которые считают: обнаруженных фрагментов явно недостаточно, чтобы сделать заключение об их принадлежности предку человека.

Увеличение продолжительности рабочего дня повышает риск инсульта

Медицинский журнал The Lancet опубликовал исследования, из которых следует: 55-часовая рабочая неделя на 33% увеличивает риск инсульта. В то время как люди, работающие 35-45 часов, оказываются в меньшей степени подвержены этому заболеванию. Сверхнормативная работа также на 13% увеличивает вероятность появления ишемии.

Другие новые научные открытия вы узнаете, посмотрев видео:

Захватывающие изобретения современности

Практика не отстает от теории: XXI век принес нам не только новые научные открытия, но и невероятные изобретения, о которых еще полстолетия назад никто не мог и мечтать.

Имплантат сетчатки

С появлением этого изобретения люди, потерявшие зрение вследствие дегенеративных изменений, получили надежду на его частичное восстановление. Имплантат появился на американском рынке в 2013 году, а на европейском — спустя год. С ним миллионы незрячих получили шанс снова увидеть этот мир.

Гений — это 1 процент вдохновения и 99 процентов пота. Томас Эдисон

ReWalk

Устройство, благодаря которому люди, потерявшие способность передвигаться из-за травмы спинного мозга, снова могут ходить. Появившись совсем недавно на рынке, оно уже успело хорошо себя зарекомендовать.

Камера в таблетке

Это изобретение стало отличной заменой инвазивного зонда, используемого при гастроскопии. Оснащенная микрокамерой 25-миллиметровая капсула легко проглатывается, не доставляя никаких неудобств, и передает изображение на монитор. Из организма она выходит естественным путем.

Телепортация

Перемещения в пространстве стали более реальными с изобретением, сделанным учеными Калифорнийского института. С помощью специального устройства им удалось телепортировать протон. Это, конечно, не человек, и даже не карандаш, но, главное, первый шаг сделан.

Мы постарались перечислить основные новые научные открытия и изобретения XXI века, а какие из них будут названы гениальными, покажет время.

Забирай себе, расскажи друзьям!

Читайте также на нашем сайте:

Показать еще

12.09.2017

От зарождения первых цивилизаций и до наших дней, человечество стремилось лучшим образом освоиться в недружественных условиях жизни на планете Земля. Постепенное развитие самых примитивных наук вылилось в целую структуру из дисциплин, тяжелых для понимания среднестатистического обывателя. Порой мы даже не замечаем, как некогда революционные открытия удачно интегрировались в современный мир. Тем не менее, некоторые из них нам лишь предстоит изучить. Но даже эти небольшие крупицы знаний, которые доступны прямо сейчас уже предлагают нам целый спектр уникальных возможностей.

Чтобы лучше оценить полученные результаты, необходимо подробно изучить саму структуру появления научных работ. Исследования и наука прошли долгий путь, который можно разделить на три основных этапа: зарождение идеи, финансирование и реализация проекта. Сегодня существует множество новаторских открытий, изменивших представление людей о жизни. Устройства, основанные на науках о жизни, находят свое применение в быту, нередко подвергаясь различным испытаниям.

В этом материале мы подробно расскажем о революционных открытиях XXI века в области науки, которые существенно упростили жизнь людей. Кто знает, возможно, их пример вдохновит Вас на создание аналогичного устройства или технологии.

Марс подал признаки жидкой воды

Мачта и палуба марсохода, на которых располагаются УФ-датчики и инструмент REMS

В 2008 году космический аппарат «Феникс» был отправлен на Марс, чтобы подтвердить наличие воды. Были исследованы образцы белого порошка, взятого с поверхности «Красной планеты». После тщательного исследования оказалось, что это был водяной лед. Данное открытие не только подтверждает, что на Марсе есть вода, но и позволяет выдвинуть предположение о существовании микробной жизни с использованием воды в качестве средства выживания. Автор этого утверждения – Альфред Макэван.

Профессор Аризонского университета по планетарной геологии сделал открытие вместе с другими учеными после просмотра изображений, полученных с орбитального аппарата разведки Марса. Еще в 2011 году они обнаружили темные полосы рядом с каньонами, склонами и кратерами на Марсе, которые удлинялись и исчезали в зависимости от смены сезона. Ученые полагали, что появление воды было связано с наличием повторяющихся линий на склонах, придя к единому мнению после изучения поверхности Марса спектрометром и обнаружения гидратированных солей.

Клонирование овечки Долли

В результате клонирования родилась точная копия уже почившей овечки Долли

Клон принципиально не отличается от других организмов. Он имеет такую же последовательность ДНК, что и у ее родителей, и поэтому они генетически идентичны. Овечка Долли – генетическая копия овцы-донора клетки, на сегодняшний день самый известный в мире клон. Клонирование предполагалось с момента появления жизни на Земле. Миллионы микроорганизмов успешно размножились путем клонирования в данную секунду, пока Вы читаете эту заметку.

Ранее предпринимались попытки создать клона. Испытания проводились на лягушках, мышах и коровах, клонированных из ДНК эмбриона. Долли была примечательна тем, что за основу была взята генетическая копия овцы-донора клетки. Это было важным научным достижением, поскольку ученые продемонстрировали, что при клонировании была взята ДНК взрослой особи – и это несмотря на то, что один конкретный тип клетки может быть использован для создания всего организма.

Это не самый первый случай удачного штучного клонирования живых организмов в лабораторных условиях. Первые успешные опыты по клонированию амфибий датируется серединой XX столетия. В 1987 году учеными из СССР удалось клонировать мышь (правда из эмбриональной клетки). Клонирование животных из взрослой клетки намного сложнее, чем из эмбриональной клетки. Поэтому, когда ученым Рослинского института в Шотландии удалось клонировать единственного ягненка после 277 попыток, новость быстро разошлась по всему миру.

Выращивание органов из стволовых клеток

Ученый Алекс Сейфалиан, демонстрирующий успешно выращенные органы из стволовых клеток

Благодаря исследованиям стволовых клеток людям с недостающими органами не придется ждать донора или принимать лекарства, препятствующие отказу их иммунной системы от трансплантированной ткани. Вот один из величайших примеров регенеративной медицины. Врачам удалось удалить некоторые клетки 30-летней женщины, перенесшей туберкулез, используя впоследствии их для выращивания новой трахеи. Заменив участок ткани, пораженный бактерией, ученным удалось добиться небывалых ранее результатов. Они брали стволовые клетки из костного мозга, накладывали их на децеллюлярную трахею у умершего донора и хирургически имплантировали ее в организм женщины. Четыре месяца спустя Клаудия Кастильо могла хорошо дышать. При её дальнейшем лечении не было противопоказаний или других побочных эффектов, которые испытывают пациенты, когда они получают орган от кого-то другого.

Структурные элементы жизни вокруг звезды

Исследование структурных элементов жизни вне нашей галактики способно развенчать мифы о появлении жизни и расшифровать человеческий геном.

Когда астрономы во Франции использовали радиотелескоп IRAM в области Млечного Пути, заполненного новорожденными звездами, они обнаружили признаки молекулы сахара, называемой гликоляльдегидом. Данный компонент РНК мог сыграть ключевую роль на заре жизни. До тех пор органическое химическое вещество было отмечено как плотное ядро галактики. С помощью космического телескопа «Хаббл» другая группа исследователей обнаружила первое свидетельство наличия воды и углекислого газа на планете вне нашей солнечной системы.

Лечение ВИЧ в Германии

Методы лечения ВИЧ в Германии за последнее время значительно усовершенствовались. Результатом стало увеличение продолжительности жизни пациентов с данным заболеванием. Благодаря этому ВИЧ-инфицированные могут жить, как прежде, строя любые планы и ставя любые жизненные цели перед собой.

Некоторые люди чрезвычайно устойчивы к ВИЧ, и ученые нашли два способа передать их иммунитет другим. В первом случае, берлинский врач Геро Уеттер пересадил костный мозг от донора человеку с диагнозом ВИЧ и лейкемия. В результате ему удалось за один курс лечения вылечить обе болезни. Звучит здорово, но предполагалось, что Уэтерр должен был убить иммунную систему своего пациента с помощью наркотиков и радиации, прежде чем можно было бы говорить о комплексном лечении. Поскольку данная процедура была крайне рискованная, маловероятно, что впоследствии редактирование генов можно будет поставить на поток. Тем не менее, его победа свидетельствует о том, что применение подобного метода может предложить консервативное лечение для пациентов в будущем.

У каждого вирусоподобного человека есть две мутантные копии гена CCR5, а новый биотехнологический инструмент, называемый нуклеазами цинкового пальца, может передать кому-либо эту мутацию. Вместо того чтобы перенести костный мозг от другого человека, врачи могли взять несколько клеток от пациента, модифицировав их и сделав организм устойчивым к ВИЧ.

Великая суперкомпьютерная гонка

Не секрет, что персональные компьютеры в том виде, в котором мы их знаем, сейчас играют одну из главных ролей в жизни современных людей. С появлением производительных смартфонов и планшетов многим могло показаться, как снизилась роль вычислительных машин, но это не так. Все самые важные расчёты, операции, требующие быстрой обработки получаемых данных, задачи, для выполнения которых необходимы инфо-ресурсы – всё это невозможно без гигантских компьютерных блоков. Не стоит забывать и о способе хранения данных, материальный эквивалент (например, в виде бумаги) которых будет занимать площадь в десятки миллионов раз превышающих их цифровые аналоги.

Суперкомпьютеры последнего поколения могут выполнять более четырех квадриллионов операций в секунду. Это сыграло на руку ученым, проводящим исследования и намеренным идентифицировать значимые шаблоны в непостижимо больших потоках данных. Выполнять симуляции с беспрецедентной точностью с каждым днем становится всё проще. Метеорологи могут точно знать место дислокации урагана, прежде чем он обрушится на город. За счет данной технологии нейробиологи могут эмулировать простой мозг. До сих пор лишь две машины разрушили петафлоп-барьер. Возможно, лет через 5-10 мы увидим монументальные достижения во всех областях науки.

Расшифрован геном двух видов рака человека

Рак останавливается по спирали

Впервые врачи секвенировали геном ракового пациента, прочитав генетический код его больных клеток. Это позволило им выявить мутации, ответственные за болезнь. В краткосрочной перспективе эти данные дадут исследователям рака лучшее понимание болезни, триумф которого сопоставим уровню медицинского обслуживания в развитых странах. Рак трудно вылечить, поскольку почти каждый случай отличается от других, и все же врачи используют уникальный подход к лечению пациентов. По мере появления новых лекарств, а также совершенствования генной терапии и интерференции РНК, в ближайшее время онкологи смогут адаптировать лечение пациентов с учетом их генетического кода к современным реалиям. Следует отметить, что некоторые врачи прибегают к простым генетическим тестам для прогнозирования того, какие лекарства целесообразно назначать пациентам.

По словам профессора генетики Принстонского университета Ли Силь, прорыв в медицине определенно произойдет, хотя многие ученые отказываются в это верить. «Мы не только идентифицируем каждый ген в геноме человека, но и узнаем роль, которую каждый ген играет в человеческом развитии и как гены взаимодействуют друг с другом – как обычно, так и в случае заболевания», - отмечает Ли Силь.

Это будет беспрецедентный случай в истории медицины, влияние которого на людей будет настолько велико, что родители, располагающие средствами, смогут выбрать точный генетический состав своих детей. Это в конечном итоге изменит характер человеческого рода. Физика частиц и астрономия ранней Вселенной имеют возможность производить качественные изменения в наших знаниях о мире. Подобные исследования позволяют нам понять, почему вселенная и законы физики такие, какие они есть. В медицинской науке мы видели самую удивительную трансформацию ожидаемой продолжительности жизни в этом веке. Вполне возможно, что в ближайшем будущем 80 - 90 процентов людей смогут прожить более 90 лет.

Необходимо полное понимание генетики. Возможно, отношения между генетическими кодами и их функциями будут намного сложнее, чем предполагалось, но одно лишь наличие кода не позволит сказать, для чего он создан.

Почти каждую неделю мы читаем о «новых надеждах» для больных раком, об экспериментах в лабораториях, которые могут привести к появлению эксклюзивных лекарственных препаратов, о новой эре космического туризма и реактивных самолетах, которые могут летать по всему миру, достигая пункта назначения всего за несколько часов. Вот только одна мысль о том, какую цену необходимо заплатить за передовые технологии наводит на то, что будущее будет доступно лишь богатым. В связи с этим многие люди сетуют на шумиху и спекуляцию на фоне прогресса.

За последнее десятилетие было много больших инженерных и научных достижений, начиная от разработки смартфона и заканчивая созданием адронного коллайдера. Устойчивых технологий для решения проблем энергии и воды в дефиците, и далеко не каждый ученый в здравом уме согласится совершенствовать идею предшественников, создав кардинально новое устройство, изменившее мир. Вот почему столь важно учесть интересы людей, разработав простое и в то же время доступное устройство для каждого, не лишенное изысканности и креатива.

1. Суперкомпьютеры.


Компьютеры на фотонах.

Создание устройств, позволяющих установит непосредственную связь мозга человека и компьютера, что позволит создать электронного советника.

персональных компьютеров.

Работы по нанотехнологиям только начинаются. Фундаментальные свойства наномира неизвестны. Главное фундаментальное свойство вещества - его строение. Вариантов размещения атомов может быть 10 в 53 степени и, взаимодействуя, они стремятся занять как можно меньше места. Изменяя структуру атомной решетки, можно изменять свойства вещества. Всё состоит из частиц, которые определенным образом расположены в пространстве, образуют связи, а это означает, что где-то они собираются. Как это происходит и сколько надо собрать атомов, что бы получить свойства вещества, неизвестно. Например, собранные тринадцать атомов серебра по своей химической активности ведут себя как атом йода.

Однако с нанотехнологиями связаны и определенные риски: наночастцы могут вдыхаться, легко проходят через мембраны клеток и стенки кровеносных сосудов, что может вызывать болезни. Возникнет и проблема утилизации наноматериалов.

5. Лазерные технологии.
Преимуществ лазерного луча:

фрагменту образа).

- полет на Марс.

Создание растений, обладающих уникальными свойствами: более длительным и интенсивным ростом, увеличенной урожайностью, увеличенным сроком хранения фруктов и плодов, повышенной засухоустойчивостью и т. д. При этом основным направлением должно быть изменение собственных компонентов растений, например, изменение синтеза гормонов, а не привнесение чего-то извне в геном.

Создание синтетической формы жизни, где все 100% ДНК будут получены в лаборатории без использования каких-либо живых существ. Создание искусственной клетки, а на ее основе живых систем. Человеческий геном сделается одной из компьютерных программ, подлежащих тестированию и оптимизации, а при необходимости и переделке.
Это может привести к серьезным и опасным последствиям: созданию искусственных вирусов и болезнетворных микроорганизмов с устойчивостью к лекарственным препаратам. Применение их в качестве биологического оружия и для биотерроризма.

9. Производство энергии.

Создание небольших атомных электростанций, безопасных, переносимых и способных обеспечить электроэнергией небольшой город. Вместо опасного и все более редкого урана использование тория. Ториевый реактор способен без перезагрузки работать до 50 лет. При этом ториевый реактор не создает ядерные отходы - загруженное ядерное топливо заканчивается, когда исчерпывает свои ресурсы сама станция.
В ближайшем будущем начнётся широкое внедрение бестопливного производства энергии, то есть энергии, основанной на применении энергии ветра, недр Земли, приливов и, прежде всего, солнечной энергии. Уже в настоящее время бестопливное производство энергии превышает топливное, созданы солнечные батареи с КПД 20% и есть предпосылки для появления 25-30% солнечных кремниевых батарей. Появление подобных батарей позволило бы разместить на орбите большие поля из солнечных батарей, собранная энергия которых передавалась бы на Землю с помощью СВЧ-излучения или лазера. Создание в нескольких местах на территории Земли минимум 3-х станций (например, в Австралии, Африке и Мексике), получающих энергию с орбиты, полностью обеспечитЗемлю энергией. Для передачи с этих станций энергии будут применяться «реактивные токи» - токи свободных статистических зарядов, которые можно передавать на большие расстояния по одному медному проводу диаметром до миллиметра. Реактивные токи имеют значительно меньшие потери, требуют значительно меньше металла и строительных затрат (не нужны высоковольтные линии электропередач, вместо которых применяется кабель). Их применение изобретено Теслой.

Создание космических электростанций позволит вырабатывать абсолютно экологически чистую энергию; цена ее даже при огромных первоначальных расходах ниже, чем у тепловых и атомных станций; обеспечивается независимость от углеводородного сырья. Солнечные батареи могут быть сделаны очень тонкими (около 12 микрон), их помещают в капсулы и разворачивают на орбите. Подобный эксперимент был проведен в России в 1993 году и запатентован.

Одним из возможных направлений получения энергии является синтез водорода при разложении воды с помощью солнечной энергии и катализаторов, а также применение для этой цели фотосинтеза (как у растений).
Важно и применение катализаторов для снижения потребления энергии.

Но есть проекты и других видов транспорта, например, вакуумный тоннель, в котором движется капсула с пассажирами.

Выращивание органов из стволовых клеток. Уже есть опыты по выращиванию зубов.

12. Робототехника.

13. Клонирование.

Выращивание органов из тканей самих пациентов. Уже сейчас ведутся работы по перепрограммированию клеток соединительной ткани в клетки другого типа, например, в клетки сердечной или печеночной тканей. Это позволит радикально обновлять ткани организма.
- Отращивание заново организмом поврежденных органов. Замена больных конечностей и внутренних органов протезами, управляемыми мозгом (уже два человека в мире имеют подобные протезы рук). Создание полного протеза тела управляемого биологическим мозгом владельца.

Предотвращение наследственных заболеваний.
- Коррекция и улучшение памяти. Замена протезами некоторой части мозга, вышедшей из строя. Такие работы уже ведутся.

Ряд ученых полагает, что эти достижения способны продлить длительность жизни до 120 лет к 2050 году. Правда, следует иметь ввиду, что такое радикальное повышение продолжительности жизни может поставить под угрозу развитие человечества в целом. Следует иметь ввиду, что в настоящее время совершенно неясно, как функционирует мозг. Неизвестно, что такое сознание и где начинается личность, как работает память (по каким законам соединяются нейроны). Мозг - это не только логика, но и много реакций неосознанных, непонятных, интуитивных. По сложности образования связей компьютер далеко отстает от мозга. В компьютере память и операции разделены, в биологическом мозге память и операции едины, выполняются одними и теми же нейронами, находящимися в разных отделах мозга. Мозг одного человека - это все компьютеры в мире плюс Интернет. Воспроизвести такую систему пока невозможно.

18. Прорывные достижения могут быть осуществлены в следующих областях:


- использование гелия в качестве строительного элемента промышленности;
- в сельском хозяйстве - разложение вносимых азотных удобрений микробами.





- эктрасенсорное восприятие (видение картин будущего, получение информации через большие расстояния без специальных приборов, чтение мыслей). Чтение мыслей - задача уже практически достижимая. Когда произносятся слова, наш мозг посылает импульсы к нервным окончаниям, которые управляют связками и мышцами языка. Если эти сигналы при речи, сказанной про себя, улавливать сенсорами, вплетенными в мышечную ткань, то люди смогут общаться не раскрывая рта);

Регистрационный номер 0055979 выдан для произведения:

С начала ХХ-го века, наука достигла огромных успехов. Созданы атомная энергетика, радиолокация, телевидение, магнитофоны, компьютеры, сверхзвуковая авиация, полимеры, волоконная оптика, транзисторы и интегральные микросхемы, жидкокристаллические дисплеи, лазеры, сотовая связь и Интернет, ракетно-комическая техника. В значительной степени всё это стало возможно благодаря достижениям фундаментальной физики XIX-XX вв., прежде всего, максвелловской электродинамики и квантовой механики.

Открыты структура ДНК, генетический код живых организмов и на этой основе развиваются генная инженерия и клонирование, механизм мутаций и эволюции биологических организмов. Проводится пересадка органов. Возникли новые отрасли науки, например, синергетика и фрактальная геометрия.

Ближайшие перспективы развития науки могут быть следующими.

1. Суперкомпьютеры.
Суперкомпьютеры - перспектива развития компьютерной техники. Эти ЭВМ
включают 5000 - 8000 микропроцессоров и дисковые накопители памяти. Выполняют в секунду 12 -13 трлн. операций.
Компьютеры на фотонах.

2. Интернет и компьютерные сети. Сети существенно расширяют возможности
персональных компьютеров.

3. Альтернативные компьютеры: квантовые, фотонные, биокомпьютеры.
Вероятно, в недалеком времени появится масштабированный квантовый
компьютер, который по своим показателям превзойдет все компьютеры на планете, вместе взятые.

4. Микро- и нанотехнологии. Разрабатываются интегральные схемы, размеры
элементов которых составляют 10-9 м (нанометры). Число элементов интегральной схемы удваивается каждые 1,5 года. Уже предложены элементы памяти на отдельных атомах, на которых можно создать суперкомпьютер площадью 200 мкм2, содержащий 107 логических элементов, 109 элементов памяти и способный работать на частоте 1012 гц.

Работы по нанотехнологиям только начинаются. Фундаментальные свойства наномира неизвестны. Главное фундаментальное свойство вещества - его строение. Вариантов размещения атомов может быть 10 в 53 степени и, взаимодействуя, они стремятся занять как можно меньше места. Всё состоит из частиц, которые определенным образом расположены в пространстве, образуют связи, а это означает, что где-то они собираются. Как это происходит и сколько надо собрать атомов, что бы получить свойства вещества, неизвестно. Например, собранные тринадцать атомов серебра по своей химической активности ведут себя как атом йода.

Между тем, перспективы нанотехнологий огромны, так как из атомов и молекул можно синтезировать всё, что угодно: продукты питания - из воздуха и почвы; кремниевые микросхемы - из песка и т.д.
Некоторые ученые идут дальше: профессор А. Болонкин разработал теорию проектирования материалов из ядер атомов, которые будут обладать феноменальными свойствами. Этот материал невидим, непроницаем для газов, жидкостей и твердых тел (в том числе пуль, снарядов, ракет, отравляющих газов), обладает сверхпроводимостью, гигантской электрической прочностью, нулевым коэффициентом трения. Скорость космических кораблей увеличится в 10 тысяч раз и достигнет 0,1 от скорости света.

5. Лазерные технологии.
Преимуществ лазерного луча:
- распространение практически без расширения;
- монохроматичность света лазера, что позволяет фокусировать луч в точку, диаметром сотые - тысячные доли миллиметра. Это позволяет получать оптическую запись информации с высокой плотностью;
- высочайшая мощность излучения до 1012 - 1013 Вт.
Все это позволяет быстро развивать такие лазерная технологии, как обработка
материалов, термоядерный синтез, лазерная химия, спектроскопия, воздействие на живую ткань.

6. Голография и распознавание образов.
Голография позволяет вести поиск любых образов при любом их числе (даже по
фрагменту образа).

7. Ракетно-космические технологии.
К 2020 г. предполагается создание постоянно действующей базы на Луне, к 2030-у
- полет на Марс.

Создание ядерного космического двигателя мегаваттного класса. Это позволит снизить стоимость выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза. Появится возможность создания систем энергоснабжения из космоса, производить материалы в условиях глубокого вакуума, которые нельзя получить на земле.

8. Биотехнологии (использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве).
Это микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот,
антибиотиков, гормональных препаратов и т.п. Конструкция новых, генетически модифицированных микроорганизмов, вакцин.

Создание синтетической формы жизни, где все 100% ДНК будут получены в лаборатории без использования каких-либо живых существ.

Очень опасными могут оказаться молекулярно-генетические технологии, позволяющие изменять генетическую структуру, а, следовательно, и работу клеток организма, чтобы при определенных условиях встроенный ген начал вырабатывать токсины негативно воздействующие на людей определенной расы или национальности. Таким образом может быть создано генетическое оружие массового уничтожения, убивающее представителей конкретных этнических групп, которые отличаются ключевыми генетическими признаками. Доставлять такое оружие можно с продуктами питания. В одном из отчетов Британской медицинской ассоциации говорится о возможности на этой основе проведения этнических чисток, генетических войн и генетического терроризма.

9. Производство энергии.
К 2050-у г. Потребление энергии удвоится. Прежде всего, произойдет повышение
КПД процессов и аппаратов до 70%. Переход на химические источники энергии с прямым преобразованием химической энергии в электрическую. Это особенно актуально в 21-м веке, так как предполагается, что запасы нефти иссякнут к 2060 году, а газа - к 2080 году.
В 21-м веке значительная часть энергии (20 - 40%) будет производиться из биотоплива: кукуруза, сахарный тростник, древесина, бытовые отходы. Высокое КПД такой энергии обеспечивается переводом биотоплива в синтез-газ с помощью генераторов низкотемпературной плазмы. 60% синтез-газа преобразуется в электричество и 30% в тепло. Выбросы минимальны.

Создание небольших атомных электростанций, безопасных, переносимых и способных обеспечить электроэнергией небольшой город.

В ближайшем будущем начнётся широкое внедрение бестопливного производства энергии, то есть энергии, основанной на применении энергии ветра, недр Земли, приливов и, прежде всего, солнечной энергии. Уже в настоящее время бестопливное производство энергии превышает топливное, созданы солнечные батареи с КПД 20% и есть предпосылки для появления 25-30% солнечных кремниевых батарей. Появление подобных батарей позволило бы создать в нескольких местах на территории Земли минимум 3-х станций (например, в Австралии, Африке и Мексике), полностью обеспечивающих Землю энергией. Для передачи с этих станций энергии будут применяться «реактивные токи» - токи свободных статистических зарядов, которые можно передавать на большие расстояния по одному медному проводу диаметром до миллиметра. Реактивные токи имеют значительно меньшие потери, требуют значительно меньше металла и строительных затрат (не нужны высоковольтные линии электропередач, вместо которых применяется кабель). Их применение изобретено Теслой.

На реактивных токах с проложенными в земле однопроводными кабелями будут созданы транспортные средства (трамваи, троллейбусы, автомобили), а также электронные реактивные двигатели для космических ракет.

10. Производство автомобилей.
Производство автомобилей является в настоящее время одним из самых больших производств. Только за последние 50 лет мировой автопарк увеличился более чем в 12 раз и превысил 700 млн. машин. Сейчас ежегодно в мире выпускается более 40 млн. машин. Автомобилестроение поглощает огромные ресурсы: 60% свинца, 40% резины, 35% железа и т.д.
Предполагается, что использование композиционных материалов позволит снизить вес автомобиля в 3 раза. Применение водородных двигателей позволит достигнуть КПД равного 85% и резко снизить выброс вредных веществ. Подобные автомобили уже начали выпускать фирмы «Дженерал Моторс» и BMW.

Создание электромобилей, электросамолетов, машин, способных находить дорогу без человека.

11. Терапия с использованием стволовых клеток.
Стволовые клетки предполагается выращивать на животных яйцеклетках
генетически модифицированных генами человека. Опыты уже есть в Англии.

12. Робототехника.
К 2025 г. будет использоваться 50 миллиардов роботов (сейчас их 7 миллионов).
Роботы будут использоваться на опасных производствах, при поисково-спасательных работах.

13. Клонирование.
Начнется широкое применение клонирования. Уже получена методом
клонирования здоровая кошка, у которой родились два здоровых котенка. Интересно, что клонированная кошка не похожа на мать, хотя их генетические коды полностью совпадают. Получается, что не только гены, но и условия жизни тоже влияют на результат.

14. Применение антенн, принимающих электромагнитное поле.
Существующие антенны практически принимают только электрическую
составляющую электромагнитного поля. При создании так называемых EH-антенн происходит прием обоих составляющих поля, что при снижении габаритов и веса антенн позволяет увеличить усиление на 15 - 50 дБ.

15. Использование энергии магнитного поля Земли.
Магнитное поле Земли имеет большую энергию. Оно, например, отклоняет
«солнечный ветер», что вызывает Северные сияния. По расчетам физиков электростанция, использующая магнитное поле Земли, по мощности равна 50 атомным станциям.

16. Использование торсионных полей и энергии вакуума.
В номере 12 за 2006 год журнала «Чудеса и приключения» опубликовано интервью
с Г.И. Шиповым. В нем он, в частности, говорит о технологиях на базе торсионных полей: материалы с новыми свойствами, создаваемые путем воздействия торсионных полей на расплавы; диагностика крови; передача информации; новые источники энергии с КПД более 100%.

В конце прошлого века профессором Л.Г. Сапогиным (Россия) разработана Унитарная Квантовая Теория (УКТ). В этой теории любая квантовая частица не является точкой - источником поля, как в обычной квантовой механике, а представляет собой некий сгусток (волновой пакет) некоторого единого поля. Если квантовая частица совершает колебания с уменьшающейся амплитудой, то через некоторое время гармонические колебания составляющих пакет волн расходятся, частица исчезает, а энергия поля передается в флюктуации вакуума. Если же амплитуда колебаний возрастает, то она «черпает» энергию из флюктуаций вакуума. В каком направлении пойдет процесс зависит от начальной фазы волновой функции и энергии частицы. Все это происходит при малых энергиях, в потенциальных ямах, в качестве которых выступает любая малая щель или каверна в образце металла или керамики, или в пузырьках воды, куда и попадают свободные частицы.

Таким образом, в УКТ закон сохранения энергии в квантовых процессах носит глобальный характер, то есть справедлив для ансамбля частиц, а в индивидуальных процессах энергия не сохраняется, а может быть получена из вакуума или отдана в вакуум. Из этого следует, что в подходящих физических системах самого разного типа возможен Холодный Ядерный Синтез и генерация энергии из вакуума. Методы извлечения энергии из вакуума могут быть самыми разными, от использования постоянных магнитов и аномального газового разряда до маленьких пузырьков в жидкости, в которых и выделяется энергия.

Такие явления уже получены в ряде экспериментов:
- физики Александр Сангин (Россия, Екатеринбург) и T.Mizuno (Япония) использовали специальные протонно-проводящие керамики (получены путем спекания порошка при высокой температуре), в которых при пропускании через них электрического тока выделяется в тысячу раз больше тепловой энергии, чем потребляется. В некоторых экспериментах эта величина даже превышала 70.000;

В тепловом элементе CETI, созданном Паттерсоном (James Patterson, USA) происходит электролиз специально изготовленных никелевых шариков в обычной воде. Потребляемая электрическая энергия была в 960 раз меньше создаваемой;

Давно существуют теплогенераторы (Ю.Потапов, Молдавия, James L.Griggs, и Schaeffer - USA). В них при циркуляции обычной воды образуется много кавитирующих пузырьков, в которых выделяется избыточная энергия и отношение выходной энергии к входной превышает 1.5 раза. Теплогенератор Потапова давно выпускается тысячами штук для отопления домов;

Явление сонолюминесценции, когда некоторые жидкости начинают светиться при прохождении через них слабого ультразвука. Это экспериментально твердо установленное явление открыто профессором Московского Университета С.Н.Ржевкиным в 1933 году и не имело удовлетворительного объяснения. Как указывал лауреат Нобелевской Премии профессор Юлиан Швингер, оно не имеет право на существование, но существует;

Ещё более таинственно выглядит давно известная проблема с нехваткой энергии во многих биохимических реакциях с участием ферментов (энзимов). Например, в хорошо изученной реакции расщепления полисахаридов в присутствии лизоцима происходит следующее: молекула полисахарида попадает в специальную каверну в большой молекуле лизоцима и через некоторое время оттуда выбрасываются ее обломки. При этом разрываемые энергии связи полисахарида порядка 5 эВ, а энергия теплового движения только 0.025 эВ. Абсолютно неясно, откуда лизоцим берет энергию для разрыва полисахарида?

Во всех этих экспериментах и установках, ни о каких химических или ядерных реакциях или фазовых переходах не может быть и речи.

Если природа действительно устроена так, что законов сохранения энергии нет для индивидуальной частицы, но есть для ансамбля (как это имеет место в обычной квантовой механике), то получение экологически чистой энергии является более простой теоретической и технической задачей, чем горячий ядерный синтез. Человечество будет навсегда избавлено от энергетического голода, а главным препятствием на пути дальнейшего развития цивилизации будет тепловое загрязнение окружающей среды.

17. Новые достижения в медицине.
- Увеличение длительности жизни путем перекодирования клеток, отвечающих за длительность жизни.
- Создание вживляемых в тело нанороботов, умеющих собирать и разбирать молекулярные цепочки для диагностики и профилактики заболеваний.
- Вживление в тело микрочипов, постоянно отслеживающих состояние здоровья, чтобы заблаговременно распознать даже небольшие изменения в организме.
- Изучение геномов людей с целью предвидения всех возможных патологий данного организма и заранее внести на генном уровне соответствующие изменения.
Ряд ученых полагает, что эти достижения способны продлить длительность жизни до 120 лет к 2050 году. Правда, следует иметь ввиду, что такое радикальное повышение продолжительности жизни может поставить под угрозу развитие человечества в целом.

18. Прорывные достижения могут быть осуществлены в следующих областях:
- в информатике и связи - передача информации со скоростью, большей скорости света;
- в физике - переход атомов одного вещества в атомы другого с выделением энергии.

19.Надо полагать, что в будущем сменится вся научная парадигма. То есть
будет создана новая концепция понятий и методов их исследования. В рамках новой
парадигмы, возможно, будут объяснены и использованы следующие явления:
- предсказание будущего, подсказки внутреннего голоса (интуиции);
- неопознанные летающие объекты и их необычные свойства;
- эктрасенсорное восприятие (видение картин будущего, получение информации через большие расстояния без специальных приборов, чтение мыслей);
- левитация - способность передвижения тела по воздуху без специальных приборов;
- воздействие мыслей (разума) на тело человека.

Однако при этом следует иметь в виду, что наши знания о процессах и объектах являются неразрывной составляющей всего здания науки, ибо получены как обусловленный законами логики неизбежный вывод из твердо установленных фактов. Но это не означает запрета на дальнейшее уточнение законов. Напротив, такое уточнение составляет непременную практику науки и служит источником прогресса. В ходе этих уточнений одни законы становятся все более строгими, а для других устанавливаются границы применения.

В первые два десятилетия 21-го века наука обогатилась целым рядом открытий, которые в перспективе могут значительно повлиять на качество жизни каждого человека. Чего стоит только получение стволовых клеток из кожи взрослого человека, дающее возможность выращивать нужные органы без использования эмбриональных клеток!

Фундаментальное открытие гравитационных волн дает человечеству надежду на путешествия между звездами, а из нового материала графен совсем скоро будут производить сверхъемкие аккумуляторы. Впрочем, обо всем по порядку: в нижеприведенном рейтинге мы постарались систематизировать важнейшие научные открытия 21 века по степени их значимости для человечества.

ТОП-10 самых значительных научных открытий XXI века

10. БИОНИКА. Сконструированы биопротезы, управляемые силой мысли

Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два десятилетия наука сделала огромный шаг в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 г. английская фирма «RSLSteeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать двери ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стаканчик.

Одноразовый стакан легко раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать. Управляющие сигналы для этого снимаются с грудных мышц тела.

Другая компания «Bebionic» в 2016 г. изготовила для инвалида Найджела Экленда бионический протез руки, которым не только можно управлять силой мысли. Вдобавок к этому изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончания культи. Таким образом, достигается обратная связь, чтобы пациент мог чувствовать прикосновения и тепло. Пока биопротезы являются достаточно дорогими, однако благодаря развитию 3D-печати уже в ближайшее время прогнозируется их более широкая доступность.

9. БИОТЕХНОЛОГИИ. Создана первая в мире синтетическая бактериальная клетка

В 2010 г. группа ученых под руководством Крейга Вентера добилась прорыва в амбициозном проекте по созданию ни много, ни мало – новой жизни. Биологи взяли геном бактерии Mycoplasma genitalium и систематически, один за другим, удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор, необходимый для жизни. Оказалось, что он должен включать 382 гена, составляющих, как бы основу жизни. После этого ученые уже «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно были удалены собственные комплексы ДНК.

Искусственная клетка, которая даже получила собственное имя – Синтия, оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.

Данный успех открывает перед биотехнологами широчайшие возможности по созданию гораздо более сложных организмов с заданными параметрами. Уже сейчас конструируются искусственные клетки, которые смогут производить вакцины и даже топливо для автомобилей, а в перспективе биологи надеются создать бактерию, которая бы поглощала углекислый газ. Такой микроорганизм мог бы помочь в ликвидации парникового эффекта на Земле, а также в терраформировании Марса и Венеры.

Так выглядит первая в мире размножившаяся искусственная клетка Синтия под электронным микроскопом

8. АСТРОФИЗИКА. Обнаружены планета Эрида и вода на Марсе

К крупнейшим открытиям 21 века можно отнести сразу две «космические» находки. В 2005 г. группой американских астрономов из обсерватории «Джемини», Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что малая планета, получившая название Эрида, по размерам лишь немного уступает Плутону. В 2006 г. это небесное тело сфотографировал орбитальный телескоп «Хаббл», обнаружив вращающийся вокруг него довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Предполагается, что по физическим характеристикам Эрида похожа на Плутон, а ее поверхность, скорее всего, покрыта ярко-белым льдом, поскольку альбедо (отражающая способность) планетоида уступает только спутнику Сатурна Энцеладу.

Вторым крупнейшим открытием 21 века в исследовании Солнечной системы является обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 г. орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия под поверхностью планеты водяного льда. В 2005 г. европейский аппарат «Марс-Экспресс» заснял кратеры с явственными следами водяных потоков, а окончательно развеял сомнения американский зонд «Феникс». В 2008 г. он сел в окрестностях Северного полюса и в одном из экспериментов – успешно выделил воду из марсианского грунта. Гарантированное наличие влаги на Красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030-х годах, идет разработка ядерного двигателя для этой цели и в России.

7. НЕЙРОЛОГИЯ. Впервые записаны и перезаписаны воспоминания в мозг

В 2014 г. исследователям из 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 ученые подавали лазерные сигналы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных. Например, грызуны забывали, что в определенном участке клетки у них когда-то были приятные встречи с самками и больше не стремились туда. В то же время, ученым удалось создать новые воспоминания о том, что «опасный» отсек клетки, на самом деле привлекателен и мыши старались оказаться именно там.

На первый взгляд, эти результаты выглядят детской игрой, да еще и с сомнительным этическим подтекстом. Между тем, нейрофизиологам удалось главное – найти участки мозга, отвечающие за память (гиппокамп и префронтальная кора) и создать, пусть пока примитивные, методы воздействия на них. Это дает широкие перспективы для совершенствования путей воздействия на мозг, а в будущем позволит лечить фобии и душевные расстройства. Не исключено, что уже в обозримом будущем удастся создать приборы для пакетной закачки данных в человеческий мозг для быстрого обучения наукам, требующим запоминания большого количества данных, например, можно будет в кратчайшие сроки овладеть иностранным языком.

6. ФИЗИКА. Обнаружен бозон Хиггса или «частица Бога»

В июле 2012 г. произошло открытие, ради которого были потрачены 6 млрд. долларов, вложенные в постройку Большого адронного коллайдера (CERN) близ Женевы. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом. В честь него она и была названа. Благодаря экспериментальному доказательству существования бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля. Данная теория является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.

Практическое значение открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым не требуется энергия для работы.

Для этого нужно «всего ничего» - научиться убирать т.н. хиггсовское поле, которое связывает элементарные частицы, не давая им разлетаться. В этом случае масса объекта с нейтрализованным полем будет равна нулю, а значит - он перестанет принимать участие в гравитационном взаимодействии. Разумеется, такие открытия – вопрос весьма отдаленного будущего.

5. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Создан сверхпрочный материал графен

Графен – это уникальный по прочности и многим другим свойствам материал, который был впервые получен русскими физиками (работающими в Британии) Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 г. Через 6 лет ученых наградили за это Нобелевской премией, а в наши дни графен активно исследуется и уже применяется в некоторых изделиях . Необычность материала заключается сразу в нескольких его особенностях. Во-первых – это второй по прочности (после карбина) из известных ныне материалов. Во-вторых, графен – великолепный проводник, с помощью которого можно достигать уникальные электронные эффекты. В-третьих, материал обладает высочайшими показателями теплопроводности, что опять же – позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева.

Особые надежды на графен возлагаются в плане его применения в сверхъемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.

В 2017 г. компания «Samsung» представила один из первых АКБ на основе графена с емкостью на 45% выше, чем у его литий-ионного аналога сопоставимой величины. Но самое главное – новый аккумулятор заряжается и отдает заряд в 5 раз быстрее обычного. Примечательно, что речь идет не о полностью графеновом, а о гибридном АКБ, где инновационный материал используется как вспомогательный. Если же, точнее – когда разработчики создадут полностью графеновую батарею, это станет настоящей революцией в энергетике. Главной проблемой в широком использовании графена является дороговизна его получения и недостатки в технологиях, которые пока не позволяют получить абсолютно однородный материал. Однако уже сейчас число заявок на патенты с использованием графена зашкалило за 50 тыс., поэтому нет сомнения, что уже в обозримом будущем необычный материал заметно повлияет на качество жизни людей.

4. БИОЛОГИЯ. Получены стволовые клетки не из эмбрионов, а из зрелых тканей

В 2012 г. нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гердону и его японскому коллеге Сине Яманаке. Они произвели настоящий фурор в среде биотехнологов, создав из обычных клеток – стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани мыши всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие всеми свойствами эмбриональных. Из подобного материала можно вырастить любой орган – от печени до сердца.

Таким образом, исследователи не только теоретически, но и практически доказали обратимость специализации клеток, что невозможно переоценить.

До недавних пор считалось, что стволовые клетки можно получить только из эмбрионов или пуповинной крови. Первое – сомнительно с этической точки зрения, а второе – вынуждало людей (в основном богатых) делать банк стволовых клеток сразу после рождения ребенка, чтобы в будущем он мог использовать его для лечения. Открытие физиологов сняло данные ограничения и теперь каждому человеку (как минимум, теоретически) доступно лечение стволовыми клетками и клонирование органов, содержащих «родную» ДНК организма.

3. АСТРОФИЗИКА. Доказано существование гравитационных волн

Открытие гравитационных волн считается величайшим научным достижением 2016 года, а возможно и всего второго десятилетия XXI века. В 2017 году их первооткрывателям - Райнеру Вайссу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну была присуждена нобелевская премия по физике. С помощью двух интероферометрических обсерваторий LIGO и VIRGO, расположенных в США и Италии, ученым удалось зафиксировать гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр на расстоянии в 1,3 млрд. световых лет от Солнца.

Тем самым исследователи экспериментально подтвердили достоверность Общей теории относительности Эйнштейна, предсказавшей наличие гравитационных волн еще в начале ХХ века (на уровне теории).

Впоследствии LIGO и VIRGO зафиксировали еще два гравитационных всплеска от столкновения нейтронных звезд. Выдающаяся ценность открытия заключается в подтверждении искривления пространства-времени под воздействием массивных объектов. Это означает, что тысячи раз описанные фантастами путешествия звездолетов сквозь «нуль-пространство» и «гиперпереходы» вполне возможны, хоть и являются перспективой далекого будущего. Вероятно, неслучайно, один из первооткрывателей гравитационных волн – Кип Торн, по итогам своих исследований выпустил книгу, «Интерстеллар. Наука за кадром», название которой перекликается со знаменитым фильмом.

Примерно так по Эйнштейну выглядит пространство-время в окрестностях Солнца, искривляющееся под воздействием массивной звезды. Теперь данная картина доказана экспериментально

2. 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. Важнейшим моментом здесь является расстояние – вплоть до начала XXI века подобную связь удавалось обеспечить только на уровне микромира. Прорывным стал 2009 г., когда ученым из Мерилендского университета удалось передать квантовое состояние иона иттербия на 1 метр. Затем инициативу в данном направлении исследований прочно перехватили китайские ученые.

Сначала им удалось обеспечить квантовую связь на дистанции 120 км, а в 2017 г. – осуществить первую космическую квантовую телепортацию со спутника «Мо-Цзы» на три наземных лаборатории до которых было 1203 км.

Такой научно-технологический скачок позволит уже в ближайшем будущем создавать абсолютно защищенные линии связи, которые даже теоретически не смогут взломать хакеры. В условиях, когда финансовая, деловая и частная жизнь все больше перемещается в Интернет, линии на основе квантовой телепортации обещают стать настоящей панацеей в сфере информационной безопасности. Кроме того, на основе данного способа связи разрабатываются сверхбыстрые компьютеры, которые в перспективе заменят существующие.

1. КИБЕРНЕТИКА. Создан робот с биологическим мозгом

В 2008 г. ученые из Англии создали, пожалуй, первого в мире киборга – полуживого робота с мозгом на основе 300 тыс. крысиных нейронов. Их выделили из эмбриона грызуна, разделили с помощью специального фермента и разместили в питательном растворе на пластине размером 8 см. К полученному квазимозгу ученые присоединили 60 электродов, которые считывают сигналы с нейронов и передают их к электронной схеме. Они же служат для доставки в мозг сигналов. Первый робот с биологическим мозгом получил собственное имя – Гордон, был оснащен платформой для передвижения и ультразвуковым сенсором, сканирующим местность при езде. Сигналы от него идут в мозг, а возникающие там импульсы и обратная связь управляют движением.

Исследователям удалось добиться обучаемости Гордона, поскольку нейроны обладают памятью. Упершись в препятствие всего один раз, робот в 80% случаев уже не ездит по неудачному маршруту. При этом, как заявляют ученые, Гордон не управляется извне, а контролируется исключительно серым веществом, доставшимся от крысы. Таким образом, британцы сделали первый шаг по созданию полноценных киборгов на основе уже не десятков тысяч, а миллиардов нейронов, что, скорее всего, произойдет еще до конца текущего столетия.

Смотрите видео о важнейших научных открытиях XXI века на