Những gì khoa học lóe lên trong năm đi và trong mười năm đầu tiên của thiên niên kỷ • Peter Petrov • Tin khoa học về "Yếu tố" • Khoa học và Xã hội, Sinh học, Vật lý, Thiên văn học

Khoa học gì đã bùng nổ trong năm tới và trong mười năm đầu tiên của thiên niên kỷ

Bìa tạp chí Khoa học Ngày 17 tháng 12 năm 2010: "Khám phá thập kỷ và đột phá của năm". Lần này, các biên tập viên đã chọn không chỉ thành tựu khoa học quan trọng nhất (“đột phá”) của năm đi, mà còn tóm tắt thập niên đầu tiên của thế kỷ 21, nêu bật hàng chục khám phá khoa học tự nhiên quan trọng nhất trong giai đoạn này.

Ban biên tập Khoa học lần này tổng kết không chỉ trong năm, mà còn cả thập kỷ. Bước đột phá khoa học quan trọng nhất trong năm là máy lượng tử đầu tiên – một cơ chế hoạt động theo nguyên lý lượng tử, chứ không phải là cơ học cổ điển. Những đột phá khác được thực hiện trong năm 2010 bao gồm việc tạo ra một tế bào với bộ gen tổng hợp nhân tạo, giải mã một phần quan trọng của bộ gen Neanderthal, và một tiến bộ mới trong cuộc chiến chống AIDS – một loại gel âm đạo làm giảm nguy cơ nhiễm HIV ở phụ nữ. Mười phát hiện khoa học quan trọng nhất trong thập kỷ này là kết quả nghiên cứu vật chất tối của bộ gen (các chuỗi mã hóa không liên quan đến quy định công việc gen), các phương pháp mới của vũ trụ học và cổ sinh vật học, phát hiện nước trên sao Hỏa, phát minh các phương pháp tái lập trình tế bào,kết quả nghiên cứu các vi sinh vật sống trong cơ thể người, phát hiện hàng trăm hành tinh ngoài hành tinh, làm sáng tỏ vai trò của các quá trình viêm trong các bệnh mãn tính, tạo ra các hệ thống với chỉ số khúc xạ âm (siêu vật liệu) và bằng chứng về sự ấm lên của con người.

Khoa học, một trong những tạp chí khoa học hàng đầu, vào cuối mỗi năm, theo truyền thống tổng kết kết quả của nó, đặt tên cho các tạp chí quan trọng nhất sự đột phá (đột phá), được thực hiện trong khoa học trong năm đi, cũng như những thành tựu khác có thể đủ điều kiện cho danh hiệu danh dự này. Ngoài truyền thống này, lần này các biên tập viên của tạp chí đã tóm tắt kết quả không chỉ trong năm, mà còn trong thập kỷ, liệt kê mười khám phá quan trọng nhất (những hiểu biết) được thực hiện trong mười năm đầu tiên của thiên niên kỷ thứ ba.

Bước đột phá trong năm 2010 gọi là tạo ra máy lượng tử đầu tiên – một cơ chế nhỏ không hoạt động theo luật cơ học cổ điển (như tất cả các thiết bị được tạo ra trước đó), nhưng theo nguyên tắc cơ học lượng tử, tuân theo các phân tử, nguyên tử và hạt hạ nguyên tử. Dựa trên thiết bị này, các cảm biến lực có thể được tạo ra, nhạy hơn nhiều lần so với những cảm biến được sử dụng ngày nay.Các cảm biến như vậy sẽ cho phép đăng ký các rung động cơ học mỏng nhất. Ngoài ra, các thiết bị như vậy sẽ tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xác minh thực nghiệm các công trình lý thuyết của vật lý lượng tử.

Ngoài những bước đột phá quan trọng nhất trong năm, trong các ấn bản trước kỳ nghỉ của tạp chí, như thường lệ, những thành tựu khoa học khác giả vờ tiêu đề này được liệt kê. Việc đầu tiên trong danh sách này là sự sáng tạo của Craig Venter của tế bào sống đầu tiên, bộ gen trong đó đã được tổng hợp hoàn toàn nhân tạo. Các ứng viên khác bao gồm giải mã một phần quan trọng của bộ gen của họ hàng gần nhất của chúng ta – người Neanderthal (trong số đó, không chỉ người thân của chúng ta, mà còn là tổ tiên của chúng ta, bởi vì người cổ đại của loại hiện đại lai với người Neanderthal, từ đó chúng ta thừa kế một số gen), cũng như phát triển gel âm đạo dựa trên thuốc Tenofovir (Tenofovir), làm giảm đáng kể nguy cơ nhiễm HIV ở phụ nữ.

Máy lượng tử đầu tiên là một kính hiển vi (kích thước tương đương với độ dày của tóc người) tấm rung của nhôm nitrit, được phủ bằng nhôm.Dao động cơ học của tấm này gây ra dao động của điện trường, có thể ghi lại được. Dao động tấm có thể được kiểm soát với sự giúp đỡ của qubit, gửi hoặc loại bỏ lượng tử năng lượng riêng lẻ trên đĩa. Minh họa từ vấn đề của tạp chí Khoa họcViệc tạo ra sinh vật sống đầu tiên với hệ gen được tổng hợp nhân tạo là một trong những sự kiện cao cấp nhất đã xảy ra trong khoa học năm 2010. Ông thậm chí còn được viết về các ấn phẩm không liên quan trực tiếp đến sinh học. Đặc biệt, tin tức này xuất hiện trên trang bìa của tạp chí Anh Kinh tế gia (22 tháng 5)

Những thành tựu sau đây được đặt tên là mười phát hiện quan trọng nhất của thập kỷ này:

1) Vật chất tối của bộ gen: việc giải mã bộ gen của con người, chuột và nhiều sinh vật khác đã chỉ ra rằng các chuỗi mã hóa không chiếm nhiều không gian hơn trong bộ gen có thể được mong đợi. Chức năng chính của "vật chất tối" này, rõ ràng là trong quy định về công việc của gen. Quy định này được thực hiện với sự giúp đỡ của protein và RNA, có vai trò trong công việc của các tế bào được xa giới hạn trong việc cung cấp các cơ chế tổng hợp protein. Đồng thời, trên RNA, khi nó bật ra, thông tin được đọc không chỉ từ genmà còn với hầu hết các trình tự nucleotide không mã hóa trong DNA. Các chức năng của một phần quan trọng của các nhà khoa học RNA như vậy vẫn phải tìm ra.

2) Phương pháp vũ trụ học mới, cho phép chúng tôi tính tỷ số vật chất thông thường, năng lượng tối và vật chất tối trong Vũ trụ chưa từng có. Điều này đã được thực hiện phần lớn nhờ việc đăng ký bức xạ nền vi sóng còn lại từ Big Bang và vẫn tiếp cận Trái đất từ ​​các cạnh xa của Vũ trụ mở rộng nhanh chóng của chúng tôi. Nhờ các phương pháp mới và các công trình xây dựng lý thuyết mới dựa trên kết quả thu được với sự giúp đỡ của họ, vũ trụ học đã phát triển từ lĩnh vực giả thuyết và phỏng đoán thành một khoa học khá chính xác.

3) Phương pháp cổ sinh mới, chẳng hạn như fluoroscopy của đá chứa hóa thạch, kết hợp với mô hình máy tính của cấu trúc ba chiều của các dư lượng, cũng như, đặc biệt, phân tích các phân tử DNA được bảo quản và protein của các sinh vật hóa thạch. Một trong những thành tựu to lớn nhất được thực hiện bởi phân tích DNA về tàn tích hóa thạch là khám phá ra một loài mới (hoặc chủng tộc) của người cổ đại, phần còn lại trong số đó được bảo tồn trong Hang Denisova ở Altai.

4) Nước trên sao Hỏa: các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sao Hỏa có nước ở dạng băng, trong đó, tương đối gần đây (theo tiêu chuẩn địa chất), có thể ở trạng thái lỏng. Trường hợp có nước lỏng, cuộc sống là có thể, do đó, mặc dù vẫn chưa biết khoa học cho dù có (và là) cuộc sống trên sao Hỏa, bây giờ khả năng cơ bản của sự tồn tại của nó có thể được coi là đã được chứng minh. Nó không phải là không thể tưởng tượng rằng sinh vật sống một lần có thể có từ sao Hỏa đến Trái đất với thiên thạch hình thành như là kết quả của va chạm với sao Hỏa của một số tiểu hành tinh.

5) Tái lập trình các ô: các phương pháp di truyền phân tử đã làm cho nó có thể chuyển đổi các tế bào khác biệt được chiết xuất từ ​​một sinh vật đa bào thành đa năng (từ đó các tế bào của các loại khác nhau có thể phát triển). Những chất tương tự nhân tạo của tế bào gốc phôi này đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh học và y học. Trên cơ sở của họ, các phương pháp điều trị nhiều bệnh mới có thể được phát triển, bao gồm cả những phương pháp chống lại loại thuốc nào vẫn còn bất lực.

6) Hệ vi sinh vật của con người: một bộ vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) sống trong cơ thể con người: đường tiêu hóa, da, hệ sinh sản.Sự tồn tại của các sinh vật này đã được biết đến trong một thời gian dài, nhưng chỉ trong những năm gần đây, tính tổng thể của chúng đã trở thành chủ đề của nghiên cứu gần gũi. Các nghiên cứu cho thấy hiệu quả của hệ vi sinh vật đối với sự sống và sức khỏe của cơ thể lớn hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Điều tương tự cũng áp dụng đối với virum – một loại virus có trong cơ thể.

Tỷ lệ các nhóm vi sinh vật khác nhau (được liệt kê xuống dưới) trong các cộng đồng cư trú trong cơ thể con người: đại tràng (đại tràng), khoang miệng (miệng), thực quản (thực quản), da (da), dạ dày (dạ dày) và âm đạo (âm đạo). Minh họa từ vấn đề của tạp chí Khoa học

7) Hành tinh ngoại hành tinh (hành tinh ngoài hành tinh, có nghĩa là, các hành tinh quay quanh Mặt trời, nhưng xung quanh các ngôi sao khác) được phát hiện lần đầu vào cuối thế kỷ 20, mặc dù sự tồn tại của chúng được đề xuất bởi Giordano Bruno. Các phương pháp mới được phát triển vào đầu thế kỷ XXI, được phép đặt các hành tinh trên luồng. Bây giờ họ đã được biết đến với hơn năm trăm, và nghiên cứu của họ cung cấp tài liệu phong phú cho các kết luận về cấu trúc của hệ thống hành tinh, cũng như nguồn gốc và sự phát triển của chúng.

8) Vai trò của viêm trong các bệnh mãn tính: Cho đến gần đây, viêm nhìn thấy, trên tất cả, phản ứng phòng thủ của cơ thể để nhiễm trùng hoặc thiệt hại.Trong thập kỷ vừa qua, một khía cạnh khác của viêm tối đã mở ra: sự tham gia của họ vào sự phát triển của bệnh ung thư, tiểu đường, bệnh Alzheimer và một số bệnh mãn tính khác.

9) Siêu vật liệu – hệ thống quang học được phát triển trong thập kỷ qua có chỉ số khúc xạ âm và được phép vượt qua các giới hạn độ phân giải của thấu kính quang học, cũng như khám phá một số hiệu ứng quang học trước đây không thể tiếp cận.

Vật liệu siêu nhiên, khả năng tạo ra được dự đoán bởi nhà vật lý người Nga Viktor Georgievich Veselago vào năm 1968, chỉ đạo ánh sáng (hoặc bức xạ vi sóng) theo cách nó có thể uốn cong quanh các vật thể nhỏ, như thể làm cho chúng vô hình. Công nghệ này cho phép bạn tạo ra các ống kính phẳng đặc biệt có độ phân giải cao hơn so với các ống kính thông thường có bề mặt cong. Minh họa từ vấn đề của tạp chí Khoa học

10) Khí hậu nhân tạo nóng lên: trong thập kỷ qua, các nhà khí hậu học đã nhận được bằng chứng thuyết phục rằng sự nóng lên toàn cầu đang diễn ra trên hành tinh của chúng ta, và cũng là lần này nó là do hoạt động kinh tế của nhân loại gây ra.Hậu quả của quá trình này có thể là thảm họa, vì vậy cuộc chiến chống lại nó là một trong những nhiệm vụ thực tế quan trọng nhất đối mặt với cả chính trị gia và các nhà khoa học. Thật không may, tiến độ theo hướng này vẫn còn nhỏ.

Danh sách mười khám phá này, tất nhiên, phản ánh không có nghĩa là tất cả những thành tựu nổi bật của khoa học trong những năm gần đây. Nhưng trong số những thành tựu được liệt kê có những người chắc chắn đảm bảo một nơi trong mười thành tựu khoa học hàng đầu của thập kỷ.

Thảo luận về những thành tựu này, tổng biên tập Khoa học Bruce Alberts (Bruce Alberts) tự hỏi liệu khoa học sẽ luôn luôn mở ra những chân trời mới hay sớm hay muộn tất cả những khám phá quan trọng nhất sẽ được thực hiện và không có gì mới về cơ bản có thể được khám phá. Dù sao, hiện nay các nhà khoa học rất xa xem xét công việc của họ được thực hiện. Ngoài ra, người ta có thể hy vọng rằng một khoảnh khắc như vậy sẽ không bao giờ đến, và bằng cách giải quyết một số bí mật, khoa học sẽ luôn tìm ra những thứ khác sâu hơn. Tùy chọn này trông hấp dẫn hơn với một nhà khoa học hơn là cơ hội để đi đến kết thúc cuối cùng và nghỉ ngơi trên vòng nguyệt quế của nó.

Nguồn:
1) Bruce Alberts. Là biên giới thực sự vô tận? // Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1587.
2) Adrian Cho. Bước đột phá của năm: Máy lượng tử đầu tiên // Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1604.
3) Bước ra khỏi rừng Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1612-1613.
4) Elisabeth Pennisi. Chiếu sáng một 'vật chất tối' của bộ gen Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1614.
5 Adrian Cho. Công thức cho vũ trụ // Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1615.
6) Ann Gibbons. Máy thời gian nhỏ nhìn lại cuộc sống cổ đại // Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1616.
7) Richard A. Kerr. Một tàu lượn siêu tốc lao vào nước và sao Hỏa? // Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1617.
8) Gretchen Vogel. Các tế bào viết lại số phận của chính họ // Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1618.
9) Elisabeth Pennisi. Vi khuẩn chăm chỉ của cơ thể nhận được một số sự kính trọng quá mức // Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1619.
10) Yudhijit Bhattacharjee. Các hành tinh ngoài hành tinh chạm vào thị trường hàng hóa // Khoa học. Ngày 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1620.
11) Jennifer Couzin-Frankel. Viêm nhiễm một mặt tối // Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1621.
12) Robert F. Service, Adrian Cho. Những thủ thuật mới lạ với ánh sáng // Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1622.
13) Richard A. Kerr, Eli Kintisch. Các nhà khí hậu học cảm thấy Khoa học. 17 tháng 12 năm 2010. V. 330. P. 1623.

(Tất cả các bài báo đều có sẵn miễn phí sau khi đăng ký trên trang web của tạp chí, nơi một trang riêng được dành cho những khám phá của thập kỷ và bước đột phá của năm, ở dưới cùng có liên kết đến các ấn phẩm gốc của người đoạt giải và người được đề cử.)

Xem cũng:
1) Adam Mann. 2010: Năm mà … // Thiên nhiên. 23/30 tháng 12 năm 2010. V. 468. P. 1014-1016 (toàn bộ ghi chú được cung cấp công khai).
2) Mikhail Gelfand. Chimera của Craig Venter / Troitsky Variant. Ngày 25 tháng 5 năm 2010. Số 54 P. 12.
3) Alexander Markov. Đã tạo ra sinh vật sống đầu tiên với bộ gen tổng hợp, "Elements", 25/05/2010.
4) Elena Naimark. Hệ gen Neanderthal đã được đọc: Người Neanderthal đã để lại dấu ấn của họ trên các gen của con người hiện đại, Elements, 10.05.2010.
5) Alexander Borisov. AIDS bị mắc kẹt trong gel, Gazeta.ru, ngày 20/7/2010.

Petr Petrov


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: