5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра

    Понятия «тренд» и «мода» применимы почти к любой области человеческой жизни — и наука не является исключением. Исторических примеров не счесть: поиск чёрных дыр и полевая палеонтология, синтез полимерных материалов и математические основы квантовой механики — многие области науки в разное время переживали взрывной рост популярности, который можно объяснить как склонностью человечества к коллективным переживаниям, так и истинным стремлением к росту знания. Наше время тоже богато на горячие темы, будь то исследования Марса, поиск лекарств от рака или же отбор альтернативных источников энергии. В этот список мы включили несколько модных областей науки и инженерии, которые не настолько общеизвестны, зато сверхпопулярны в научной среде и получают заметное финансирование из частных и государственных источников. 

    Коннектомика мозга

    Сложно вообразить, сколь многого мы до сих пор не знаем о собственном мозге — и речь здесь не о когнитивных способностях и не о чём-то полуэзотерическом. До сих пор в распоряжении учёных нет однозначной «карты», или, если угодно, «электрической схемы», на которой были бы отображены все дороги-связи, соединяющие разные центры мозга на уровне синапсов. Создание подобной карты, позволяющей лучше понять природу конкретных заболеваний и различия в характере и поведении, — одна из ключевых задач нейронауки в самом широком смысле: её составляют и нейрохимики, изучая химические сигналы между отдельными нейронами, и нейрофизики, используя магнитно-резонансную томографию высокого разрешения, и нейробиологи. 5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра. Эта полная схема мозга называется красивым словом «коннектом», и её обнародование — дело самого ближайшего будущего: деньги выделяются и частными инвесторами, и государственными организациями вроде американского Национального института здравоохранения. В тематике этих исследований и в самом ощущении гонки за конечным результатом много общего с расшифровкой человеческого генома, занимавшей умы исследователей десять лет назад. Тем удивительнее, что, в отличие от геномных исследований, поп-культурная репрезентация исследований коннектома пока ограничивается обложкой последнего альбома Muse, на которой изображена достоверная частичная схема нейронных связей. 

    Астрохимия и прекурсоры биополимеров в космосе 

    Слово «астрохимия» на первый взгляд кажется довольно экзотическим, тем не менее исследованиями в этой области занимаются не только все главные проекты НАСА и Европейского космического агентства последних лет, но и большое количество учёных, не имеющих прямого отношения к полётам в космос. 5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра. У астрохимии великое множество задач: анализ образцов грунтов, которые присылают зонды, изучение спектров излучения звёзд с целью определения их химического состава, классификация типов льдов на кометах и, наконец, одна из ключевых научных проблем последних лет — обнаружение органических молекул в межзвёздном пространстве. Циклические молекулы, состоящие из атомов углерода, кислорода, водорода и азота, уже найдены в большом количестве космических объектов. Буквально на днях вышло сообщение о том, что в лабораторных условиях, имитирующих среду открытого космоса, удалось синтезировать предшественников биополимеров, включая ДНК. А это — ещё один шаг на пути доказательства частично межзвёздной природы жизни на Земле (или других планетах), дающий глобальный ответ на вопрос «Откуда мы все взялись?». 

    Физика нейтрино 

    С тех пор как Большой адронный коллайдер заработал в штатном режиме, США и Россия лишились права первенства в области экспериментальной физики высоких энергий. Обнаружение бозона Хиггса в рамках экспериментов на БАК это только доказало. Однако даже в условиях сокращающихся бюджетов в руках у американских физиков осталось несколько интересных козырей. Главный из них — установки, которые, в отличие от БАК, не гонятся за наивысшими энергиями столкновений, а позволяют получить более высокую концентрацию частиц на площадь сечения пучка. 5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра. Предполагается, что сложнейшая установка, запускающая пучки нейтрино на расстояние в 1200 километров, может помочь выяснить причины наличия у нейтрино массы и изучить различные взаимодействия этой, без шуток, таинственной частицы (нейтрино не несут собственного заряда и, как следствие, не подвергаются действию электромагнитного поля, что позволяет им беспрепятственно проникать сквозь материю). Изучение свойств нейтрино — ещё один кирпич в основу «теории всего», позволяющей объяснить все силы Вселенной сразу (чего не позволяет сделать главенствующая сейчас в физике элементарных частиц Стандартная модель). Европейские учёные совсем не против превращения этого проекта в транснациональный. 

    Системы сохранения тепловой энергии 

    Мало кто задумывается над тем, что неэффективное расходование энергии может оказывать большее влияние на процессы глобального потепления, чем масштабные выбросы углекислого газа. В так называемой зелёной энергетике существует множество различных направлений исследований — как фундаментальных, так и прикладных. Одной из наиболее практичных инженерных отраслей этой области знания является разработка систем сохранения тепловой энергии — грубо говоря, неких ёмкостей, в которые можно помещать излишки вырабатываемой энергии. 5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра.  Особенно интересны сезонные системы — когда энергию, получаемую, например, от солнечных батарей, накапливают в тёплые месяцы года, чтобы затем использовать, скажем, для отопления зимой. Это очень понятная идея, которую с радостью поддерживают местные власти по всему миру, от западной Канады до Пекина. Но имеющиеся технологии сохранения (например, основанные на закачке тепла в водные резервуары) всё же недостаточно эффективны — поэтому сейчас немаленькие средства вкладываются в разработку систем хранения на основе материалов, переходящих из жидкого состояния в твёрдое с высоким тепловым эффектом. Посмотреть, как примерно это работает, можно в любом видеоролике по запросу «acetate heatpad»: также эти материалы будут накапливать тепло летом, находясь в жидком виде, а при необходимости отдавать его, кристаллизуясь. 

    Домашние роботы 

    Видео, в котором сотрудник компании Boston Dynamics, принадлежащей Google, со всей дури пинает ногой робота с кодовым названием BigDog, стало одним из главных мемов последних недель. На фоне извечных разговоров о том, что все мы неизбежно обрекаем себя на восстание роботов в будущем, ролик спровоцировал широкую дискуссию о финансировании производства робототехники в 2015 году. Конечно, роботами в массовом производстве уже давно никого не удивить — достаточно заглянуть на любой автомобильный завод. 5 модных направлений в науке, которые могут изменить нашу жизнь уже завтра.  Однако роботы в быту — это уже совсем другое дело: за последнее время заметные объёмы финансирования получили сразу несколько стартапов, связанных с роботами индивидуального пользования. Часть из них являются высокотехнологичными дронами, что менее интересно, но часть представляет реальный прорыв в инженерии: речь о Baxter, помогающем в работе лабораторий, и Jibo, первом социальном роботе для дома. С полной уверенностью их можно считать лишь первыми ласточками перед бумом.

Источник: Look At Me — MAG — поток «Superstar»

Автор: Ирина Зыбина
Опубликовано: ЦТКиВТ ОмГТУ