В прошлом веке, даже в последнее десятилетие, произошли удивительные скачки в науке и технике, так как мы лучше поняли наш мир и его функционирование. Но хотя у науки есть ответы на вопросы, которые наши предки никогда бы не поверили, что мы это выясним, остается много огромных вопросов, которые еще не получили полностью удовлетворительных ответов.
Они варьируются от философских до практических, от полных загадок до вопросов, на которые мы почти добрались до ответа, но не совсем так. Читайте дальше, чтобы узнать, что они есть. А чтобы узнать больше о космических головоломках, ознакомьтесь с 21 загадкой о космосе, которую никто не может объяснить.
1 Как именно началась жизнь?
Не поймите нас неправильно - биологи-эволюционисты довольно хорошо представляют, как одни организмы превратились в другие, но они до сих пор не знают, с чего все началось. Как мы перешли от «изначального супа» строительных блоков жизни к образованию самовоспроизводящихся клеток?
Ведущая теория за последние 50 лет заключалась в том, что электрический разряд приводил к химическим реакциям, которые приводили к появлению первых аминокислот, но ученые не все согласны с этим. Некоторые думают, что причиной является вулканическое воздействие, а другие думают, что, возможно, именно метеориты принесли нам жизнь.
2 Почему мы мечтаем?
"Почему?" может быть, самый трудный вопрос для науки, чтобы ответить. Люди, безусловно, мечтают, о чем свидетельствует продвинутая технология визуализации мозга, но какой цели она служит? Почему наши нейроны продолжают работать, даже когда наше тело и сознание находятся в состоянии покоя?
Когнитивные ученые предполагают, что память, обучение и эмоции могут быть связаны с нашей способностью мечтать, но до сих пор они не нашли убедительных ссылок, которые могли бы объяснить странные маленькие фильмы, которые наш мозг играет для нас, пока мы спим. И если вам всегда было интересно, что означают эти странные сны, о которых вы продолжаете мечтать, посмотрите «50 секретов, о которых мечтают ваши сны».
3 Есть ли шаблон за простыми числами?
В случае, если вы забыли со времени вашего последнего урока математики, простые числа делятся только на самих себя и 1. Примеры включают числа 3 и 7 и 3 169. Думайте о них как о строительных блоках чисел, поскольку они не сводятся к меньшим факторам. Это свойство позволяет им служить в качестве ключей шифрования для цифровой безопасности, но это также означает, что математики не смогли определить схему, для которой числа являются простыми числами, - проблема, известная как гипотеза Римана.
Считая от 1, вы можете иметь три простых числа подряд, а затем идти сорок или более чисел, не находя другого простого числа. Разблокирование этой головоломки может иметь последствия для общества, подобного нашему, чьи сети связи полностью построены на цифрах. И если вы не совсем помните, что такое простое число, и хотите узнать, сможете ли вы все же получить проходной балл, ознакомьтесь с 30 вопросами, которые вам понадобятся, чтобы сдать экзамен по математике для 6-го класса.
4 Что такое лекарство от рака?
Shutterstock
К сожалению, мы никогда не сможем найти единственное лекарство от рака, потому что термин «рак» фактически относится ко всей совокупности заболеваний, которые закодированы в наших генах. Точно так же, как мы никогда не уничтожим все бактерии с земли, мы не можем создать таблетку или укол, который излечит все виды рака.
Однако по мере того, как мы будем все лучше и лучше справляться с профилактикой и лечением, мы будем лучше понимать факторы, которые находятся под нашим контролем, и узнаем, как их избежать. Чтобы узнать больше о том, что рак влияет на организм, ознакомьтесь с 23 предупреждающими знаками рака, скрывающимися на виду.
5 Можем ли мы путешествовать во времени?
Мы все, конечно, путешествуем во времени регулярно, и теория специальной теории относительности Эйнштейна утверждает, что время может быть сжато так, что человек, идущий достаточно быстро, сможет путешествовать далеко в будущее. Используя такие понятия, как червоточины, некоторые физики даже предположили, что можно посетить прошлое. Но если бы это было так, разве люди из будущего не смогли бы жить среди нас сегодня?
Мы не знаем, и эти гипотезы просто не поддаются проверке в известных условиях сегодня. По мере того, как мы расширяем нашу способность видеть сквозь пространство и путешествовать по нему, мы можем узнать больше и лучше понять, что возможно.
6 Является ли наша Вселенная единственной?
Shutterstock
Подобно путешествию во времени, межпространственное путешествие - это еще одна любимая научная концепция, которая, кажется, предлагает безграничный потенциал. Существуют ли на самом деле параллельные вселенные, сосуществующие с нашей собственной? Интерпретация квантовой физики "многих миров", безусловно, так считает.
Согласно этой теории, все возможные истории и будущее реальны. Реальность подобна дереву с бесконечными ветвями, и мы можем путешествовать только по одному. К сожалению, очень маловероятно, что мы сможем создать машину, которая доставит нас во вселенную, например, говорящих бананов.
7 Что такое сознание?
Shutterstock
Концепция сознания существует в серой области, где наука встречается с философией. Что это за качество, которое вы и я имеем, которое заставляет нас осознавать себя, которое позволяет нам думать, надеяться и творить?
Если бы мы могли пропустить электрический ток через бестелесный мозг таким образом, чтобы он функционировал точно так же, как мозг в голове живого человека, можем ли мы сказать, что мозг также находится в сознании? Тот факт, что не существует какого-либо универсального способа обнаружить или измерить сознание, делает его столь удручающе неуловимым. Мы не можем понять, что именно позволяет нам понять мир. И для некоторых удивительных истин, которые мы знаем, посмотрите эти 100 удивительных фактов обо всем.
8 Где все антивещество?
Антивещество - сложная концепция, чтобы обернуть вашу голову - она состоит из атомов с противоположными электрическими зарядами соответствующей материи. Всякий раз, когда ученым удается создать (крошечное) количество антивещества в лаборатории, они также создают одинаковое количество вещества, и эти два вещества быстро нейтрализуют друг друга в приливе энергии.
Что удивляет этих экспериментов, так это то, что ученые проводят их, пытаясь понять Большой Взрыв, который, как считается, создал всю материю во вселенной. Однако, если создание материи означает создание равного количества антивещества одновременно, то почему вообще существует наша вселенная, полная материи, как она есть? Куда делась вся эта антивещество и почему она не отменила дело?
9 Почему вселенная такая тяжелая?
Когда астрофизики садятся, чтобы вычислить широкую формулу для описания поведения вселенной, они могут сделать достаточно точную работу… если они предполагают, что существует огромное количество массы, которую мы еще не можем обнаружить.
Этот невидимый материал, или «темная материя», составляет около 95% массы во вселенной, и все же мы не знаем, что это, где это, или почему мы не можем наблюдать это. Астрономы даже столкнулись с доказательством «темной энергии», которая подталкивает вселенную к расширению.
10 Можем ли мы создавать энергию так же, как солнце?
Shutterstock
Не все тайны науки столь же абстрактны, как темная материя; некоторые из них так же практичны, как и способ производства электроэнергии. Поскольку мы знаем, что ископаемое топливо ограничено, нам нужно найти возобновляемый и чистый способ производства энергии.
Мы знаем, как это делают звезды - разделяя или соединяя молекулы - но нам еще предстоит найти способ безопасно воспроизвести его в человеческом масштабе. Если мы сможем найти способ создания энергии путем расщепления воды на водород и кислород, возможно, мы нашли святой Грааль возобновляемой энергии.
11 Как мы живем с бактериями?
Разработка антибиотиков, возможно, является наиболее значительным открытием в современной медицине, поскольку она не только лечит некоторые заболевания напрямую, но и делает бесконечно более живучими травмы и операции.
Однако чрезмерное использование антибиотиков привело к тому, что некоторые бактерии превратились в формы, которые не могут побить наши лекарства. То, как мы преодолеем эту проблему, не вступая в гонку вооружений с микробами или убивая полезные бактерии, необходимые для жизни, потребует дальнейшего изучения бактериальной ДНК. Примечательно, что мы все еще обнаруживаем новые бактерии в таких неисследованных местах, как дно океана.
12 Является ли океан настоящей конечной границей?
Shutterstock
Говоря о глубоком океане, морские биологи подсчитали, что мы исследовали только около 5% дна моря. Во многих местах пол настолько глубокий, а вода над ним настолько тяжелая, что нам приходится отправлять беспилотные зонды для съемки изображений и образцов для изучения.
Организмы, которые мы нашли до сих пор, с научной точки зрения, просто странные. Существуют трубчатые черви, которые живут в серных жерлах и у рыб с прозрачными головами и веществом, которое может помочь в лечении болезни Альцгеймера. Что еще мы еще не нашли? Посмотрите, что еще вы не знаете об океане, и посмотрите 30 фактов об океанах мира, которые поразят ваш разум.
13 Должны ли мы умереть?
Мы уже живем намного дольше и более здоровыми, чем наши предки, так есть ли предел тому, как долго наука может продлить человеческую жизнь? Конечно, отсрочка смерти и ее полное предотвращение - это две совершенно разные вещи, но наше растущее понимание старения, болезней и нашей собственной ДНК расширяет границы нашей продолжительности жизни. Ученые уже нашли способы обратить вспять старение в отдельных клетках, но они все еще далеки от перевода этого исследования в пригодную для использования медицинскую процедуру.
14 Насколько быстрыми и маленькими могут быть компьютеры?
Изображение через Википедию
Сравнение компьютеров с перфокартами размером с комнату 1960-х годов с телефонами, которые мы сейчас носим в карманах, почти комично. Программистам 50 лет назад смартфон показался бы самой фантастической фантастикой. Будет ли эта тенденция продолжаться? Станут ли компьютеры бесконечно меньше и мощнее?
Хотя транзисторы становятся быстрее по мере сокращения, мы приближаемся к пределу, необходимому для передачи электроэнергии. Однако, если компьютерные ученые смогут создавать микросхемы, которые взаимодействуют с помощью энергии света, а не электрической энергии, этот предел исчезнет.
15 Произойдет ли искусственный интеллект?
Конечно, теперь у нас есть машины, которые можно было бы назвать «роботами» - они делают такие вещи, как сборка наших машин и упаковка наших конфет. Однако, когда большинство людей говорят о роботах, они имеют в виду машины с искусственным интеллектом.
Забавно, что ученые говорили, что технология искусственного интеллекта, вероятно, будет развиваться через 15-20 лет с 1960-х годов. Одна из проблем заключается в том, как определить успех - моделирует ли он поведение человека или улучшает его навыки, такие как распознавание образов? Внедрите тернистый предмет сознания, и здесь все еще больше вопросов, чем ответов, когда речь заходит об искусственном интеллекте. Чтобы узнать, что, по мнению экспертов, мы не увидим, ознакомьтесь с 20 давно предсказуемыми технологиями, которые никогда не произойдут.
16 Насколько большим будет население?
По состоянию на 1987 год на планете было 5 миллиардов человек. Мы преодолели 6 миллиардов в 1999 году и 7 миллиардов в 2011 году, и, по самым лучшим оценкам, мы перешли 8 миллиардов к 2023 году. Итак… есть ли предел?
Большинство ученых утверждают, что это так, но они различаются, когда речь идет о том, что это за предел и как скоро мы его достигнем. Ожидается, что неадекватные ресурсы замедлят рост населения после 2037 года, но как именно это будет выглядеть, подлежит обсуждению. Пища, чистая вода и топливо являются ограничивающими факторами, поэтому, насколько большая часть населения может поддерживать нашу планету в течение любого продолжительного периода времени? Если вы хотите знать, к чему мы должны готовиться, посмотрите, что скажут ученые, которые произойдут, если численность населения будет расширяться.
17 Узнаем ли мы когда-нибудь все?
Этот вопрос становится основой научного метода: наблюдение за явлением, создание модели или повествования, которое описывает явление, и использование этой модели для прогнозирования. Однако наука последних нескольких веков превзошла то, что мы можем наблюдать невооруженным глазом, поэтому новые открытия основывались на все более сложных технологиях. Инструменты, которыми мы располагаем, несовершенны и, следовательно, ограничены, так сколько мы можем действительно знать? Возможно, мы никогда не сможем создать модель, которая описывает все, но как близко мы можем подойти?
18 Насколько велика вселенная?
Прямо сейчас мы можем использовать телескопы различных типов, чтобы «видеть» около 46, 5 миллиардов световых лет в каждом направлении. Однако ни один ученый не считает, что вселенная перестает существовать на расстоянии, которое мы больше не можем наблюдать. Как далеко, тогда, это простирается?
Если вселенная плоская, теоретически она может быть бесконечной. Если у него есть какая-либо кривая, даже если она меньше, чем могут обнаружить наши инструменты, она может иметь форму сферы и, следовательно, быть ограниченной. По мере совершенствования нашей технологии мы, вероятно, сможем увидеть дальше, но мы никогда не узнаем наверняка, где она заканчивается.
19 Что случилось до Большого взрыва?
В то время как слово «взрыв» напоминает взрыв, «Большой взрыв» лучше описать как момент, когда само пространство начало расширяться, и физика, какой мы ее знаем, началась. Проблема в том, что нам нужна сама физика, чтобы описать вселенную, поэтому спрашивать, на что была похожа вселенная, прежде чем физика - все равно что спрашивать, что находится к югу от Южного полюса.
Возможно, что квантовая механика могла описать вселенную до Большого взрыва, но мы не знаем наверняка, что эти законы были в силе до законов физики.
20 Можем ли мы загрузить наши мозги в компьютеры?
Shutterstock
Это один вопрос, на который ученые надеются получить ответ в течение следующих нескольких десятилетий. С ростом скорости и сложности компьютеров мы приближаемся к тому дню, когда искусственные технологии могут приблизиться к мощности человеческого мозга.
Конечно, есть некоторые существенные препятствия: суперкомпьютеры не могут выполнять несколько одновременных вычислений, и объем памяти, необходимый для правильной скорости обработки, будет огромным. Кроме того, хотя наша способность отображать мозг в синапсе улучшилась, нам еще далеко до возможности копировать и вставлять человеческий разум.
21 Насколько умным может быть один человек?
Shutterstock
Прежде чем кто-либо сможет ответить на этот вопрос, он должен остановиться на определении интеллекта. Это просто IQ? Память? Способность выполнять несколько сложных задач одновременно? Способность создавать?
Если вы выберете IQ, поскольку он предлагает ощутимую метрику, имейте в виду, что это метод для сравнения, поэтому самый высокий «возможный» IQ только настолько высок, насколько в настоящее время самый умный человек в мире. Также помните, что IQ могут меняться и могут зависеть от культурных факторов. Возможно, вопрос, который мы должны задать вместо этого: «Что значит быть умным?»
22 Сможем ли мы когда-нибудь предсказать экономические катастрофы?
Экономика - это тоже наука, хотя ее прогнозы еще не доказали свою ценность в макроуровне. После финансового кризиса 2008 года многие спрашивали: «Как никто не ожидал этого?»
Правда, конечно, в том, что это сделали несколько экономистов, но эти люди не обязательно являются редкими гениями в этой области - их данные и модели для прогнозирования оказались именно в этом случае правильными.
Экономика включает в себя так много переменных, как математических, так и психологических, что так же сложно угадать, что будут делать целые финансовые системы, так же, как и угадать все выборы, которые один человек сделает за свою жизнь. Наши вычисления могут улучшиться по мере накопления большего количества данных, но пересечение научных ограничений с непредсказуемостью человека, вероятно, означает, что у нас никогда не будет такой модели экономики, как, например, для репликации ячейки.
23 Что делает нас людьми?
Мы инстинктивно знаем, является ли организм или машина человеком или нет. У животных, таких как попугаи и дельфины, может быть что-то, приближающееся к человеческому интеллекту, но мало кто будет утверждать, что одно делает их людьми. Люди также не скажут, что шимпанзе, наши самые близкие родственники, с которыми мы делимся 96% нашего генетического материала, полностью эквивалентны людям.
Где разделительная линия? Знали бы мы это, если бы увидели? Возможна ли личность за пределами Homo Sapiens Sapiens ? У нас нет точного теста, который может дать ответ «да» или «нет».
24 Это природа или воспитание?
Тот факт, что этот вопрос старый, не означает, что он по-прежнему не актуален. Мы понимаем генетику лучше, чем когда-либо, но сколько из нас - это наша ДНК и сколько из среды, в которой мы выросли?
Этические соображения ограничивают ученых с точки зрения экспериментов - было бы невероятно жестоко воспитывать ребенка в коробке без какого-либо взаимодействия - поэтому мы, вероятно, никогда не узнаем наверняка. Однако, как всегда, есть смысл в том, чтобы понять как можно больше.
25 Есть ли единая теория физики?
Физика, с которой вы, вероятно, знакомы, по крайней мере, в самых базовых терминах, - это та, которую вы изучаете в средней школе: масса, скорость, гравитация и т. Д. Эйнштейн довел эту область физики до крайности и использовал общую теорию относительности для описания обоих пространств. и время. Однако, когда вы пытаетесь описать, как ведут себя самые мельчайшие субатомные частицы, вам нужна квантовая механика.
Проблема возникает, когда вы пытаетесь использовать квантовую механику для описания галактик или общую относительность для описания атомов; то, что мы наблюдаем, просто не совпадает с тем, что, как говорят эти теории, должно произойти. Когда физики упоминают «единую теорию», это то, о чем они говорят - способ связать общую относительность с квантовой механикой, которая имеет смысл для обеих сторон. По словам Альберта Эйнштейна, советы и рекомендации о том, как жить счастливой жизнью, можно найти в разделе «Как быть счастливым».
26 Что происходит внутри черной дыры?
Черные дыры - это место, где встречаются общая теория относительности и квантовая механика. Когда массивная звезда умирает, она падает на себя, становясь настолько маленькой и плотной, что образует особенность. Гравитация вокруг чего-то такого тяжелого настолько сильна, что даже свет не может уйти, давая черным дырам их имя.
Общая теория относительности описывает, что мы можем наблюдать за черными дырами, но чтобы понять, что происходит внутри их горизонтов событий, нам, вероятно, нужна квантовая механика. К сожалению, поскольку мы пока не можем «перевести» эти понятия между двумя типами физики, трудно даже сформировать твердую теорию того, что мы еще не можем обнаружить.
27 Мы одни во вселенной?
Shutterstock
«Пространство велико», - писал писатель Дуглас Адамс. «Действительно большой. Вы просто не поверите, насколько он огромен, невероятно велик».
Как мы можем по-настоящему сказать, что другой жизни там нет, когда мы исследовали только малейшую ее часть? Мы знаем, что некоторые другие планеты или луны содержат кислород и жидкую воду. Мы даже слышали некоторые сигналы из глубин космоса, которые ученые не смогли объяснить.
До сих пор мы не сталкивались с какими-либо определенными свидетельствами жизни - даже одноклеточных организмов - развивающихся где-либо, кроме земли, но заявить, что это никогда не произойдет, будет гордостью. Если вы хотите узнать о безумных жизнях тех, кто исследует космос, ознакомьтесь с 27 безумными вещами, которые астронавты должны сделать.
