30 терминов, которые должен знать каждый любитель науки

25. Транскраниальная (или трансчерепная) магнитная стимуляция

Этот метод позволяет неинвазивно (то есть без вскрытия) проникнуть под череп человека (или животного) и воздействовать на его нейроны при помощи быстро меняющихся магнитных полей – по сути, при помощи нескольких электродов. Это позволяет «включать» и «выключать» определенные нейроны и группы нейронов, одновременно наблюдая за тем, какой эффект на испытуемого эта стимуляция имеет. Есть также трансчерепная электрическая стимуляция – общая схема такая же, но воздействие происходит уже посредством электрических токов.

Что ТМС, что ТЭС обладают огромными перспективами не только в общенаучном, но и в медицинском контексте. Магнитную/электрическую стимуляцию используют для того, чтобы изучать и лечить болезни (Паркинсона, депрессию), а также, что особенно любопытно, повышать когнитивные способности людей. Например, в 2010 году было показано, что магнитная стимуляция зоны Брока (отвечает за речь и язык) заметно повышает способности испытуемых к обучению грамматике и синтаксическим связям.

Теоретически такая стимуляция может вызвать в человеке и определенные эмоции, однако современные технологии пока не позволяют ТМС/ТЭС забраться настолько глубоко в мозг.

Это сообщение отредактировал Servoprontiy - 19 дек. 2016 г. в 21:07

26. Графен

В 2004 году российский и британский физик Константин Новоселов вместе со своим руководителем Андреем Геймом впервые получил в лаборатории графен, или «чудо-материал», как некоторые его называют.

Графен представляет собой двумерный одноатомный слой углерода, который обладает удивительными свойствами: потрясающей прочностью, а также очень высокими теплопроводностью и электропроводностью. Все это делает графен крайне перспективным материалом в области электроники будущего: его часто называют основной для наноэлектроники и наиболее подходящей альтернативой кремнию, который пока что единолично царствует в качестве полупроводниковой основы для современной электроники.

За прошедшие годы графен был получен во множестве лабораторий по всему миру, где его замечательные свойства были многократно доказаны. В 2010 году Новоселову и Гейму дали Нобелевскую премию по физике как раз «за передовые опыты с двумерным материалом – графеном», а дополнительные полезные свойства «чудо-материала» продолжают открывать и по сей день. Ведутся (уже принесшие технологические плоды) исследования по применению графена в таких областях, как медицина и космические технологии.

27. Радиоизотопное датирование

С появлением радиоизотопного датирования стало возможно определять точный возраст практически любых объектов, содержащих радиоактивный изотоп. Работает это так: ученые берут образец – геологический, палеонтологический или археологический – и ищут в нем радиоактивный элемент. Поскольку период полураспада всех радиоактивных изотопов, встречающихся на Земле, известен уже очень давно, ученые смотрят, какая доля обнаруженного изотопа успела распасться за время существования образца, и вычисляют при помощи этого реальный возраст самого образца.

Существует несколько разновидностей радиоизотопного датирования, каждый из которых применим к различным изотопам и, соответственно, различным временным эпохам: это радиоуглеродный, калий-аргоновый и уран-свинцовый метод.

Именно радиоизотопной датировке мы обязаны тем, что знаем точный или абсолютный возраст ключевых исторических событий.

28. Кембрийский взрыв

Около 540 млн лет назад в Мировом океане произошел резкий рост биоразнообразия, получивший название Кембрийского взрыва. За относительно короткий период появились абсолютно новые виды существ – хордовые, моллюски, членистоногие, иглокожие. Также именно тогда укрепилось разделение на хищников и жертв, а многие животные обросли твердым внешним скелетом.

Эволюция, которая в любую другую точку своей истории была очень медленным и постепенным процессом, вдруг значительно ускорилась. Даже Чарльз Дарвин упоминал в своих работах, что Кембрийский взрыв не вписывается в его представления об эволюции.

Сейчас, однако, известно, что многие виды животных, появление которых раньше ассоциировали с Кембрийским взрывом, появились еще во времена докембрия. Главный вопрос постепенно сместился с «откуда взялось столько новых видов» на «почему у очень многих животных появился твердый минеральный скелет». По этому поводу существует много гипотез, и точного ответа пока нет.

29. Секвенирование

Технологии секвенирования позволяют расшифровать в текстовом виде последовательности нуклеотидов или аминокислот участков генов, целых генов и даже всего генома организма, то есть всей совокупности наследственной информации, заключенной в молекуле ДНК.

Для этого используют особые устройства – секвенаторы, которые со временем становятся все более компактными, мощными и быстрыми.

Доступная расшифровка генома открывает большие возможности: вы не только можете узнать, какие гены у вас присутствуют (а какие – нет), но и использовать эту информацию для более эффективного лечения, к примеру, онкологических заболеваний, или просто для профилактики.

Сейчас секвенаторы уже выпускает ряд частных компаний, правда, стоят они недешево – в среднем около полумиллиона евро. Есть, однако, и революционный «настольный» секвенатор PGM (Personal Genome Machine, машина персонального генома), не очень мощный, но недорогой – он стоит всего 50 тыс. долларов и обладает габаритами около полуметра. Рано или поздно, считают эксперты, цены на подобные устройства упадут настолько, что люди начнут секвенировать свои геномы просто из любопытства.

30. Энтропия

Противостояние хаоса и порядка – на самом деле нечто большее, чем философия. В термодинамике – разделе физики, который изучает динамику теплоты, понятием энтропия описывается степень «хаотичности», беспорядочности системы. Это же понятие широко применяется в теории информации.

Поскольку любая система стремится к полному равновесию, ее энергия, то есть тепло, постепенно рассеивается. В замкнутой системе – к примеру, в герметичной комнате – это постепенно приведет к ситуации, когда теплота будет одной и той же в любой точке комнаты.

По этой причине второе начало термодинамики гласит, что энтропия в замкнутой системе не может уменьшаться. На деле это означает, что она только увеличивается – рассеивается тепло, исчезают любые неравномерности.

В свое время из-за хорошей доказуемости второго закона термодинамики даже была предложена довольно пугающая версия конца света. Согласно этой гипотезе, известной как «тепловая смерть Вселенной», температура нашей Вселенной когда-нибудь станет одной и той же в любой ее точке. То есть любые упорядоченные энергетические системы, будь это звезда или человек, постепенно перестанут существовать, а механическая работа в таком мире станет попросту невозможна – ведь тепло будет рассредоточено по пространству с абсолютной однородностью. Никаких событий или явлений в такой Вселенной уже по определению происходить не может.

Но жизнь на Земле, как и прогресс человечества, бросают вызов хаосу в лице энтропии: вся наша история свидетельствует о локальном уменьшении энтропии, то есть об усложнении системы, будь это эволюция видов или научно-технологический прогресс.

Ученые объясняют это тем, что Земля является открытой, а не замкнутой системой, и она постоянно подвергается внешнему воздействию – в виде метеоритов, космической радиации и т. д.

Что касается всей Вселенной, то единого мнения о том, замкнута это система или открыта, нет: слишком уж ограничены наши знания о ней – мы видим лишь ее часть, так называемую наблюдаемую Вселенную.

С уверенностью можно сказать только одно: по крайней мере, на нашей планете вселенский порядок пока все-таки побеждает вселенский хаос.




ВСЁ!