Найважливіші наукові прориви, про які фантасти мріяли ще 100 років тому, вже зовсім поруч. Набагато ближче, ніж ви думаєте.
Ми живемо в епоху безпрецедентного наукового прогресу.
У той час як такі гучні відкриття, як перше зображення чорної діри або посадка марсохода NASA Perseverance на Марс, захоплюють уяву громадськості, багато не менш дивовижних наукових стрибків тихо відбуваються за лаштунками.
Але, якщо вони не отримують такого ж масштабного висвітлення в ЗМІ, це не означає, що вони не важливі.
Насправді стоїмо на порозі відкриттів, які перевернуть наше уявлення про Всесвіт і про нас самих.
Ось 10 таких дивовижних відкриттів, які вже майже сталися.
Квантова перевага
Квантова перевага та інші майбутні відкриття / Фото: Gerd Altmann/Pixabay
У сфері обчислень теж назріває революція.
Дослідники з Google, IBM та інших провідних інстанцій наввипередки розробляють квантові комп’ютери, які використовують дивовижні принципи квантової механіки для виконання обчислень у геометричній прогресії, порівняно з класичними комп’ютерами.
У звичайних комп’ютерах кожен біт може мати тільки одне значення в кожен конкретний момент часу (0 або 1). Тим часом у квантовому комп’ютері, кожен кубіт (аналог біта) може, подібно до кота Шредінгера, одночасно перебувати в різних станах.
Квантова перевага, здатна розв’язати проблеми, на які у класичних комп’ютерів пішли б мільярди років, може відкрити прорив у найрізноманітніших галузях — від криптографії до матеріалознавства.
Звісно, такий прорив може означати тотальний крах сучасної криптографії. Є певні побоювання щодо криптовалют. Адже блокчейн — технологія, на якій побудовані біткоїн та інші криптовалюти — заснований на принципах криптографії. Однак, це загалом не скасовує логіку, яка свідчить на користь колосальної користі, яку квантові комп’ютери зможуть принести людству. Можливо, банківські протоколи та криптовалюти просто отримають новий, квантовий криптографічний захист.
Надпровідники за кімнатної температури
Уже понад століття надпровідники — матеріали з нульовим електричним опором — ваблять учених своїм потенціалом.
Вважається, що вони здатні здійснити революцію в передачі енергії та електронних пристроях.
Однак досі їх застосування обмежувалося наднизькими температурами. Що, звичайно ж, ставить хрест на самій ідеї їх масштабного застосування.
Тепер усе може змінитися. Дослідники з Університету Рочестера та Університету Невади, Лас-Вегас, виявили надпровідний матеріал, який працює при кімнатній температурі, зруйнувавши бар’єри, що давно існували.
Цей прорив під керівництвом Рангі Діаса та Ашкана Саламата може прокласти шлях до створення електромереж без втрат і надефективної електроніки.
Щоправда, саме дослідження було пізніше відкликано з журналу Nature. Навколо роботи розгорівся великий скандал, пов’язаний із підтасовуванням даних.
Однак у наукових колах ця історія кинула тінь хіба що на кількох учених, які брали участь в одному конкретному дослідженні.
Сумнівів у тому, що надпровідники, функціональні за кімнатних температур ось-ось будуть відкриті, ні в кого немає.
Реактори ядерного синтезу
Ядерний синтез, що використовує той самий процес, який живить зірки, тривалий час вважався святим Граалем чистої енергії.
Тепер, завдяки новаторській роботі вчених з Національного центру займання та ІТЕР, ми як ніколи близькі до досягнення стійких термоядерних реакцій, які виробляють більше енергії, ніж споживають.
У разі успіху термоядерний синтез може забезпечити практично безмежну енергію без викидів вуглецю і назавжди змінити глобальний енергетичний ландшафт.
Звернення старіння назад
Прагнення побороти старіння і збільшити тривалість життя людини було рушійною силою науки протягом століть.
Новаторські дослідження, проведені групами під керівництвом Девіда Сінклера з Гарвардської медичної школи і Хуана Карлоса Ізіпісуа Бельмонте з Інституту Салка, виявили гени і клітинні шляхи, здатні повернути назад процес старіння у мишей.
Їхня робота проклала шлях до клінічних випробувань на людях, пропонуючи звабливу можливість значно подовжити термін нашого здоров’я.
Можливо, до практичного застосування цих робіт залишаються ще десятиліття. Але це вже схоже на якесь «світло в кінці тунелю».
Штучний інтелект загального призначення
Кожен школяр сьогодні може використовувати ChatGPT або його аналоги для того, щоб економити час на домашніх завданнях.
Тоді як вузькоспеціалізований ШІ вже змінив такі галузі, як охорона здоров’я та фінанси, святий грааль штучного інтелекту — створення системи із загальним інтелектом на рівні людини — штучного загального інтелекту (AGI), здатного міркувати, навчатися і розв’язувати проблеми в широкому діапазоні галузей.
Такі піонери, як Деміс Хассабіс із DeepMind і Стюарт Рассел із Каліфорнійського університету в Берклі, домагаються значних успіхів у досягненні цієї мети, яка може стати початком ери безпрецедентного технологічного прогресу — або екзистенціальної небезпеки, якщо не контролювати її належним чином.
Редагування генів (CRISPR)
Відкриття CRISPR, революційного інструменту для редагування генів, відкрило нові горизонти в генній інженерії.
Під керівництвом таких піонерів, як Дженніфер Дудна і Еммануель Шарпантьє, вчені тепер можуть точно редагувати послідовності ДНК у живих організмах, відкриваючи шлях до революційних досягнень у медицині, сільському господарстві та інших галузях.
Від лікування генетичних захворювань до створення посухостійких культур — потенційні можливості застосування CRISPR просто приголомшують.
Зрозуміло, пройдуть ще десятиліття, перш ніж технологія може бути відпрацьована настільки, щоб її застосування стало банальністю. Однак, у тому, що це рано чи пізно станеться, сумнівів немає.
Батареї нового покоління
У міру того, як світ переходить на поновлювані джерела енергії та електромобілі, попит на високопродуктивні та довговічні батареї стає як ніколи високим.
Дослідники зі Стенфордського університету під керівництвом І Куї та Стівена Чу розробляють літій-металеві та твердотільні батареї, які потенційно можуть подвоїти або потроїти енергетичну щільність нинішніх літій-іонних батарей.
Бум електрокарів відбувається просто зараз, коли більшість моделей на ринку має реальний запас ходу в районі 300−400 км.
Легко уявити собі, як все зміниться, коли з’являться батареї, що дають змогу мати запас ходу в районі 1000 км.
Цей прорив може усунути горезвісний феномен range anxiety (занепокоєння з приводу запасу ходу) і прискорити впровадження технологій чистої енергії у світових масштабах.
Інтерфейси «мозок-комп’ютер»
Грань між людиною і машиною стирається завдяки стрімкому розвитку інтерфейсів «мозок-комп’ютер».
Такі вчені, як Раджеш Рао з Університету Вашингтона і Мігель Ніколеліс з Університету Дьюка, розробляють нейронні імплантати і неінвазивні технології, здатні безпосередньо перетворювати сигнали мозку в цифрові команди.
Дослідники вважають, що технології, які безпосередньо з’єднують комп’ютер із людським мозком, дадуть змогу відновлювати рухливість паралізованих пацієнтів, а також істотно підвищать шанси на поширення технологій доповненої та віртуальної реальності.
У цій же сфері вже досягає успіху Neuralink Ілона Маска. Хоча, як і в усьому, що оточує Маска, тут не обійшлося без скандалів (у пресі з’являлися дані про недобросовісні лабораторні дослідження).
Квантове зондування
У той час як квантові обчислення привертають велику увагу, інша квантова революція тихо розгортається в галузі сенсорики.
Використовуючи химерні властивості квантової механіки, дослідники з Чиказького університету та Національного інституту стандартів і технологій (NIST) розробляють надточні квантові датчики, здатні виявляти найдрібніші зміни в електромагнітних полях, гравітації та навіть часу.
Ці датчики можуть зробити революцію в таких різних галузях, як навігація, медицина і фундаментальна фізика.
Термоядерні двигуни
Від самого початку космічної ери вчені мріяли про рухову установку, здатну долати величезні відстані міжзоряного простору.
Тепер, завдяки новаторській роботі дослідників з Університету Алабами в Гантсвіллі та Принстонської лабораторії фізики плазми, ця мрія може незабаром стати реальністю.
Використовуючи величезну енергію термоядерних реакцій, ці команди розробляють ракети, що працюють на термоядерному паливі, які в один прекрасний день зможуть доставити людство до зірок.
За матеріалами techno.nv.ua
