The Question
декабрь 2016.
14787

Какие главные научные открытия были сделаны в 2016 году?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
14
5 ответов
Поделиться

1. Выращивание человеческих органов в животных

Американские ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе с помощью генной инженерии пытаются вырастить человеческие органы внутри свиней. С помощью техники CRISPR ученые удаляют у эмбрионов свиней фрагмент ДНК, ответственный за создание поджелудочной железы. Затем они вводят в эмбрионы индуцированные стволовые клетки человека. Ученые надеются, что в результате из этих клеток разовьется полноценная человеческая поджелудочная железа. Подобные эмбрионы называются «химерами», так как в них одновременно есть клетки свиньи и человека. Ученые полагают, что свиньи будут выглядеть и вести себя вполне обычно за исключением того, что один из их органов будет человеческим. Пока ученые разрешают эмбрионам развиваться в течение 28 дней. Затем беременность свиней прерывается, а плод забирается для анализа. Если эксперименты ученых окажутся успешными, подобные технологии смогут помочь ликвидировать нехватку донорских органов.

2. Новая платформа Intel Nervana для приложений искусственного интеллекта

Технологии, разработанные Intel совместно с приобретенной компанией Nervana, изменят деятельность предприятий и взаимодействие пользователей с окружающим миром в широчайшем спектре приложений — от умных фабрик и дронов, до средств борьбы с мошенничеством и беспилотных автомобилей. В компании уверены, что новые микросхемы (первые – Lake Crest, Knights Crest – появятся в 2017 году) смогут до конца десятилетия обеспечить 100-кратный прирост производительности в обучении нейронных сетей.

3. Победа ИИ над человеком в го

Победу компьютерной программы AlphaGo над человеком, лучшим в мире игроком в го Ли Седолем, создатель программы и основатель Google DeepMind Демис Хассабис сравнил с высадкой человека на Луну. Го – одна из самых древних игр на Земле и, вероятно, самая сложная. До этого момента го была неподвластна машине. Детище IBM, суперкомпьютер Deep Blue, одержал победу над чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым в далеком 1997 году. Но, как считается, число возможных позиций в игре го, в гугол (десять в сотой степени) раз больше, чем в шахматах, что делает эту игру во много раз сложнее, чем шахматы, во всяком случае, для компьютера. Именно поэтому победу Deep Blue от нынешней победы AlphaGo, разработанной британской компанией DeepMind (приобретена Google в 2014 году), отделяет почти 20 лет.

4. Запуск первого в мире спутника квантовой связи

В августе этого года ракета-носитель «Великий поход-2Д» вывела на орбиту Земли 600-килограммовый аппарат «Мо-цзы», названный так в честь древнекитайского философа Мо-цзы. Экспериментальный аппарат предназначен для тестирования квантового распределения ключа между выведенным на орбиту аппаратом и наземными комплексами. Кроме этого, ученые надеются исследовать механизм квантовой запутанности и провести тестовую квантовую телепортацию между аппаратом и наземной станцией, расположенной в Тибете.

По оценкам аналитиков, в будущем квантовая связь может найти широкое применение в различных сферах и использоваться правительствами и финансовыми учреждениями. Такая связь позволит создавать каналы передачи информации, которые невозможно будет взломать. Объемы рынка квантовой связи в ближайшие 5 лет могут достигнуть 7,5 млрд долларов США. При этом Китай может создать глобальную сеть квантовой связи к 2030 году.

5. Изобретение искусственной кожи

Группа ученых из США разработала искусственную кожу, которая выглядит как эластичная пленка. Ее можно использовать не только в эстетических целях – например, для уменьшения видимости морщин, но и в медицинских – скажем, для постоянного увлажнения, которое бывает необходимо при некоторых кожных заболеваниях.

6. Разработка метода вечного хранения данных

Со временем абсолютно все приходит в негодность, поэтому у нас, например, нет возможности хранить цифровые данные на одном и том же носителе бесконечное время. Однако вскоре это может измениться благодаря открытию Саутгемптонского университета. Ученые, используя наноструктурное стекло, успешно разработали новый процесс записи и чтения данных. Само устройство хранения выглядит как небольшой стеклянный диск размером чуть больше монетки, но при этом способно сохранять до 360 Тб данных и выдерживать температуру до 1000 °C. Это означает, что при средней комнатной температуре данные на таком носителе будут храниться столько же, сколько возраст самой Вселенной. Данные записываются на носитель с помощью сверхскоростных коротких и лазерных импульсов. Каждый файл данных записывается в три слоя наноструктурных точек, расположенных друг от друга на расстоянии всего 5 микрометров. При чтении информация реализуется (считывается) в пяти направлениях: согласно трехмерному расположению наноструктурных точек, а также их размера и направленности.

39
0

Выращивание человеческих органов в животных - правильнее было бы сказать, что это только планируется. До практического применения ещё далеко. А если говорить об ИИ которого нет, то нужно может быть сказать "слабый ИИ" В целом же особых достижений нет, впрочем как обычно в последние годы

+1
Ответить

АНДРЕЙ ТЕРЛЕЦКИЙ 

А как же последние два пункта? В последнем так вообще речь идёт о скорейшей реализации, начнёт всё это конечно внедрять первым гугл. Вы только представьте, сколько серверных комнат может заменить несколько таких "стёклышек"?

0
Ответить

Ну а что даст для реальной  жизни обычного человека?

-2
Ответить
Ещё 4 комментария

АНДРЕЙ ТЕРЛЕЦКИЙ

Подобные изучения квантовой теории приближают нас к некой телепортации, а может и межзвёздным перемещениям. Разве подобные вещи не повлияют на жизнь каждого из нас? 

Что касается хранения данных -- то не знаю как вам, но мне моих нескольких терабайт никогда не хватало, и явно не за горами смена носителей. Да и хранить данные станет дешевле и проще, будь то облако или физический носитель.

+1
Ответить

Подобные изучения квантовой теории приближают нас к некой телепортации, а может и межзвёздным перемещениям

пока ещё даже молекулы телепортировать не научились. А межзвездные перелёты как связаны с квантовойо телепортацией, для меня совсем не ясно

-1
Ответить

АНДРЕЙ ТЕРЛЕЦКИЙ

Почитайте теорию, что вселенная -- это проекция и вам будет ясно.

0
Ответить

В любом случае на сегодня мы от этого бесконечно далеки

-1
Ответить
Прокомментировать

Я бы сказал так. Такие вопросы мне не нравятся, потому что математику уподобляют спорту – никто не мог доказать, а я доказал. Та же Нобелевская премия – давайте выявим лучшего из лучших. Понимаете, это другое. Сегодня мы не понимаем, что важно, а что нет, что из чего вырастет, а что окажется тупиковым путем. Мы просто не знаем. Насколько глубокие идеи в той или иной математической работе. Когда была решена проблема Ферма, после потребовалось много лет, чтобы залатать дырки, усилиями многих людей, поэтому кто первый и главный, я бы не рассматривал. Гораздо более важно, насколько амбициозные задачи ставят перед собой математики и насколько высок общий уровень. Математика движется достаточно быстро.

Я бы сказал так. Нужно обратить внимание на направление, а не на отдельного человека. Направление, где сейчас происходят огромные сдвиги – это вторая квантовая революция. Это возможность работать с отдельными атомами, квантовой телепортацией, квантовым шифрованием, квантовыми вычислениями. Происходит очень важный сдвиг. Ньютон и Эйнштейн предполагали, что есть близкодействие, то есть, чтобы я подействовал на вас, я вам должен что-то передать, или фотон должен дойти от меня, звук, что-то должно дойти. Ньютон категорически отвергал дальнодействие, как и Эйнштейн. А вот сейчас квантовая механика показывает, что дальнодействие существует.

Мы скоро можем оказаться в такой ситуации. Вот представьте, что у вас есть мобильный телефон, и у меня есть мобильный телефон, я вам звоню, и вы не можете разобрать, что я вам говорю, а я – что вы мне, но тот фон, который мы слышим, оказывается для нас обоих одним и тем же. Это не зависит от того где мы находимся, на каком расстоянии, мы оказываемся запутаны в квантовой действительности. Мы находимся в самом начале, но главное, что мы сейчас поняли – Вселенная устроена не так, как ее представлял Эйнштейн и Ньютон, дальнодействие возможно. Что еще любопытно, этот шум нельзя подслушать, это разговор только между нами, квантовое клонирование невозможно, мы с вами оказываемся в каком-то роде связанными, но с другой стороны, мы не можем передать друг другу информацию. Вот такая удивительная парадоксальная вещь. Эйнштейн говорил: «Бог изощрен, но не злонамерен». Вот сейчас эта самая изощренность, то, что мы с вами можем слышать друг друга, но не можем передать информацию – то, что мы сейчас пытаемся осмыслить.

Нобелевская премия по физике была получена за топологические фазовые переходы, где основная идея была высказана в свое время Дейвидом Таулессом, нашим соотечественником, к сожалению, умершим. Это переложение квантовых идей к физике твердого тела.

Еще одна связанная вещь – микромашины, умение управлять веществом, создавать на уровне молекул. Это непаханая целина, у них нет точного математического описания.

20
-1

Я бы ещё упомянул тут теорию вселенной как голограммы

0
Ответить
Прокомментировать

Гравитационные волны

Пожалуй, самым главным открытием года по праву стало доказательство существования гравитационных волн - колебаний пространства-времени, которые расходятся от массивных объектов, движущихся с ускорением. За этот год о них точно не слышал только ленивый.

В обсерватории LIGO физикам удалось зарегистрировать и идентифицировать «рябь», порожденную астрофизической катастрофой - двумя черными дырами (в 36 и 29 солнечных масс) за доли секунды до их слияния в один более массивный вращающийся гравитационный объект.

Помимо того что это открытие стало доказательством существования черных дыр, оно также позволило еще раз подтвердить теорию относительности Эйнштейна, который предсказывал существование гравитационных волн еще 100 лет назад. Если же теперь ученым удастся найти первоначальные гравитационные волны, мы сможем узнать, как зародилась Вселенная.

Девятая планета 

Долгое время считалось, что Плутон - это девятая планета Солнечной системы. Однако еще в 2006 году он потерял этот статус стараниями американского ученого Майкла Брауна, который впоследствии шутливо прозвал сам себя “Plutokiller”. Возможно, уже вскоре на этом вакантном девятом месте среди планет Солнечной системы окажется загадочная Планета Х, о признаках существования которой Майкл вместе со своим коллегой Константином Батыгиным сообщили в начале этого года. В своем исследовании ученые пришли к выводу, что только существование ранее неизвестной планеты может объяснить некоторые наблюдаемые параметры далеких астероидов в поясе Койпера. По косвенным признакам удалось определить, что Планета Х находится в 20 раз дальше от Солнца, чем Нептун, по массе десятикратно превышает Землю и делает оборот вокруг Солнца за 10-20 тысяч лет. Однако пока астрономам не удалось обнаружить ее напрямую - с помощью телескопов, существование такой планеты нельзя считать доказанным.

Фононная черная дыра и наблюдение в ней излучения Хокинга

Еще в 70-х годах Стивен Хокинг выдвинул гипотезу о том, что соприкосновение вещества с черной дырой не означает его полное исчезновение. В вакууме постоянно рождается множество пар виртуальных частиц, и если одна из частиц окажется притянутой черной дырой, то у другой может оказаться достаточный импульс, чтобы улететь. Так как общая энергия пары частиц равна нулю - они возникли из вакуума, из пустоты, - то улетевшая частица унесет как бы немножко энергии черной дыры.

Это значит, что черная дыра постепенно теряет энергию и массу и со временем может исчезнуть. В этом году физик Джефф Штайнхауэр опубликовал результаты своего эксперимента, в котором он в лабораторных условиях создал акустический аналог черной дыры и проверял гипотезу Хокинга. 


Штайнхауэр установил, что квазичастицы фононы, кванты коллективных колебаний атомов, проникают сквозь созданную им акустическую черную дыру. Причем как и в гипотезе Хокинга, квантовое излучение появлялось самопроизвольно. Системе частица-античастица, появляющихся и исчезающих в космическом вакууме около черной дыры, соответствовала система звуковых волн, появляющихся и исчезающих в лабораторном вакууме. Таким образом, частицам, покидающим границы черной дыры, соответствовали волны, которые оказывались за пределами звукового “горизонта событий”. Однако результаты этого эксперимента не могут быть абсолютным доказательством теории Хокинга - это лишь модель. Но изучение такого аналогового излучения может помочь в дальнейшем исследовании черных дыр.

LUCA - последний универсальный общий предок

Концепция последнего универсального общего предка занимает ключевое место в изучении происхождения жизни и ранней эволюции. Однако долгое время ученым практически ничего не удавалось выяснить о физиологии и образе жизни ближайшего общего предка всех живущих на Земле организмов - LUCA (last universal common ancestor). 
Для того, чтобы найти самые древние общие гены, авторы исследования провели анализ 6,1 миллионов генов 1847 современных видов бактерий и 134 видов архей. Поскольку современной науке уже известно о большей части функций всех существующих генов, исследователям удалось установить местообитание организма и его тип питания. Как гласят результаты исследования, для LUCA были вполне комфортны высокие температуры и отсутствие кислорода, а энергию для существования он получал из углекислого газа и водорода. Жил универсальный общий предок приблизительно 3,5-3,8 млрд лет назад.

Планета Проксима b 

В этом году ученым удалось открыть экзопланету Проксима b, которая вращается вокруг Проксимы Центавра - ближайшей к Солнцу звезды. Это небесное тело в 1,27 раз превосходит Землю по массе и находится в 20 раз ближе к своей звезде. Такие характеристики вместе с периодом полного оборота вокруг красного карлика за 11,2 дня указывают на то, что экзопланета находится в зоне обитания своей звезды - области, в которой теоретически может существовать вода. Соответствующая компьютерная модель с определенными допущениями показала, что при наличии на Проксима b атмосферы по плотности схожей с Землей, условия на планете могут оказаться пригодными для зарождения жизни. Правда, существует проблема радиации - из-за близости к звезде планета будет получать значительно больше убийственного для жизни излучения, чем Земля.


«Вторая кожа» 

Американским ученым удалось создать эластичную пленку, которая может выступать в качестве «второй кожи». Полисилоксановая пленка была создана из молекул кремния и углерода. Ее можно будет использовать в медицинских целях, например, для увлажнения кожи после некоторых дерматологических заболеваний, для дозировок определенных видов лекарств и для защиты натуральной кожи от солнечных лучей. Также она найдет применение в косметологии, поскольку может уменьшать видимость мешков под глазами, морщин и пигментных пятен, тем самым заменяя некоторые аспекты хирургического вмешательства. При этом “вторая кожа” хорошо пропускает воздух и практически невидима. 
Однако для коммерческого запуска этого продукта необходимы дополнительные исследования.

Бактерии, пожирающие пластик

Возможно, уже вскоре человечество сможет решить вопрос быстрой и безопасной утилизации бытовых отходов - этому может поспособствовать исследование японских биологов. В образцах почвы, взятых вблизи завода по переработке пластиковых бутылок, им удалось найти особый штамм бактерий, способных перерабатывать один из самых распространенных видов пластика - полиэтилентерефталат (ПЭТ). Эти организмы используют пластик для получения энергии. Однако скорость переработки пластика невелика - за 6 недель при температуре в 30°C, бактерии могут “скушать” только 0,2 миллиметра пластиковой пленки. Для того, чтобы такой природный механизм мог принести ощутимую пользу в борьбе с переработкой отходов, ученым теперь необходимо понять как именно можно ускорить этот природный механизм у данного вида бактерий.

Новые элементы таблицы Менделеева и их названия

В декабре прошло года в периодическую таблицу Менделеева были добавлены 4 новых химических элемента с атомными числами 113, 115, 117 и 118. Хоть сами элементы были открыты давно, но расширение таблицы Менделеева можно назвать важным научным событием года.
115, 117 и 118-ый элементы открыла команда российских и американских ученых из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии, а открытие 113-го закреплено за исследователями из Японии. Новым сверхтяжелым и радиоактивным элементам сначала были даны временные рабочие названия на латыни, и только в этом году они получили свои постоянные официальные названия. 
Право придумывать названия новым химическим элементам по традиции принадлежит первооткрывателям. Так 113-й элемент получил от японцев название «нихоний», что означает «Страна восходящего солнца». 115-й стал «московием» - в честь Московской области, где расположен Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ). 117 получил имя «теннессин» - в честь штата Теннеси, где находится лаборатория, исследующая сверхтяжёлые элементы. А элемент 118 получил имя «оганессон» в честь академика РАН Юрия Оганесяна, который сделал огромный вклад в это открытие. 
Новые элементы очень неустойчивы, а поэтому существуют лишь очень короткое время и в природе не встречаются. Однако понимание их свойств, возможно, приведет к открытию целого семейства сверхтяжелых долгоживущих элементов, которые получат прикладное значение.

Впервые наблюдали спектр антиматерии

Одним из фундаментальных свойств современной физики является так называемая CPT (Charge-Parity-Time) симметрия. Согласно ей параметры частицы и античастицы не отличаются, а значит и свойства вещества и антивещества являются одинаковыми, и их энергетические спектры должны совпадать. 
Уникальный спектр атома образуется за счет электронов, чей переход с одной орбиты на другую сопровождается излучением или поглощением определенного количество энергии. Поскольку атом водорода - самый простой и распространенный во Вселенной, то его спектр уже давно хорошо изучен. Теперь же ученым удалось получить спектр атома антиводорода при переходе из основного его состояния в первое возбужденное. Оказалось, что спектры антиводорода и водорода совпали, а значит CPT-симметрия сохраняется.

Но без ответа остаются многие вопросы. Так, например, остается неясным, почему при равных параметрах частиц и античастиц последние в природе практически не встречаются? Доказательство фундаментальной симметрии хоть и приблизило нас еще на шаг к пониманию природы Вселенной, но с другой стороны породило новые загадки. 


Гексаборид церия - исключение из правил

Гексаборид церия ученые уже более 40 лет не могут описать существующими моделями и общепризнанными теориями, поэтому это вещество - самое настоящее исключение из правил. Ученые МФТИ и других институтов недавно провели эксперимент по электронному парамагнитный резонансу (ЭПР), который снова это подтвердил. Этот метод позволяет исследовать образцы, содержащие частицы с неспаренными спинами — электроны, радикалы. 
Результаты снова оказались крайне нестаднатными. Ученые выяснили, что гексаборид церия обладает аномальной осциллирующей намагниченностью, а его угловая зависимость ширины спектральной линии и сопротивление в магнитном поле совпадают. 
Несмотря на то, что такие результаты не позволяют расширить практическое применение данного материала, они делают большой вклад в фундаментальную науку, заставляя ее постоянно перепроверять и корректировать свои законы.

17
0
Прокомментировать

Конечно, как главный редактор портала Neuronovosti.Ru (это еще одно мое место работы), больше всего я читал и писал про открытия в области мозга, и их было очень много. Пожалуй, три самые лучшие работы – о том, что учёные научили макак ездить на тележках, которыми они управляли силой мысли; попытка вылечить болезнь Альцгеймера вспышками света, налаживая гамма-ритмы в мозге (посмотрим еще, насколько она удачная); а также работа о том что травму спинного мозга научились лечить при помощи нейроинтерфейса-мостика.

Но и других громких открытий тоже хватало. Впрочем, главное – то, которое почти наверняка получит в 2017 году Нобелевскую премию по физике, – сделали еще в прошлом году. Однако официальное объявление о нем состоялось в феврале этого года. Речь идет об открытии гравитационных волн, отголосков одного из самых мощных событий во Вселенной – слиянии чёрных дыр, окончательно подтвердивших теорию относительности Эйнштейна. Примерно в то же время проводились наблюдения, свидетелем которых я был во время своего визита в Чили и которые привели к открытию планеты в обитаемой зоне у ближайшей к нам звезды – Проксимы Центавра.

Еще одна астрономическая новость – работа Майкла Брауна и Константина Батыгина. Они, тщательно изучив орбиты объектов пояса Койпера (ледяные тела за Нептуном, в число которых входит и Плутон), заявили, что в нашей Солнечной системе присутствует очень далекая девятая планета. Правда, пока что ее не нашли. Важнейшая, пожалуй, новость из медицины и генетики – это родившийся этим летом первый в мире «ребенок от трех родителей». Это означаете, что медики научились спасать детей с мутациями в митохондриальных ДНК. Точнее, научились делать так, чтобы эти дети рождались без мутаций. Для этого используется донорская яйцеклетка, куда пересаживается ядро яйцеклетки матери. В итоге получается, что у будущего ребенка гены от трех «родителей»: в ядре – от мамы и папы, а в митохондриях – от донора. Это избавляет ребенка от наследственной передачи смертельных болезней (в случае, о котором мы говорим, речь шла о синдроме Лея, с которым еще не выжил ни один ребенок).

Ну и последнюю новость я назову в своем «хит-параде» не столько по причине научной важности, сколько из-за ее наглядности: она прекрасно демонстрирует, какую важную роль в науке порой играет случай. В Бирме на рынке купили кусок янтаря, в котором было нечто странное и пушистое. Оказалось, это – хвост детеныша динозавра возрастом около сотни миллионов лет. Мы получили красивое и окончательное подтверждение того, что ученые раньше знали лишь по отпечаткам в породе: многие динозавры носили перья. Возможно, даже знаменитый T-rex – ведь найденный хвост принадлежит динозавру из того же подотряда тероподов. А, значит, Стивену Спилбергу стоит переснять свой «Парк Юрского периода» – в свете вновь открывшихся научных данных.

19
-2
Прокомментировать

Думаю, новых достижений добились биологи, работающие в области лечения онкологических заболеваний. Любые открытия в этой сфере считаю значимыми.

Восхищают исследования и результаты в области фундаментальной физики. Например, в мае 2016 года научную премию Breakthrough Prize Юрия Мильнера и Марка Цукерберга за значительные достижения получила команда ученых и инженеров, которая открыла гравитационные волны - спустя сто лет после того как Альберт Эйнштейн предсказал их существование. Это научное событие открывает новые горизонты в астрономии и физике.

9
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью