Семь ярких научных событий и открытий 2015 года, которые могут повлиять на будущее, — от миссии к Плутону и воды на Марсе до нейронных сетей и редактирования ДНК.
CRISPR-Cas9: заменить бракованные гены
С помощью системы CRISPR-Cas9 можно вносить изменения в ДНК — направленно, без ошибок и с высокой точностью.
Метод CRISPR был создан еще в 2013 году. Но именно в 2015 его усовершенствовали и начали широко использовать в биологии и медицине. Сейчас с помощью генетических «заплаток» ученые пробуют отключать наследственные болезни и лечить уже появившиеся.
Генетики из США начали еще более масштабный проект: отредактировали гены поросят так, чтобы их органы стали пригодны для пересадки человеку. Если начинание удастся — «запасные» органы можно будет выращивать и в нужный момент заменять изношенные сердце или почки.
В будущем этот метод может дать еще больше возможностей: спасти исчезающие виды животных или возродить те, что уже исчезли. В теории возможно «подправить» и самого человека — сменить цвет глаз, увеличить рост или улучшить память. Хотя этичность таких «правок» пока под большим вопросом.
Глобальное потепление: один градус до катастрофы
Исследования климата в последние месяцы стали обсуждаться особенно активно.
Скорее всего, 2015 год поставит температурный рекорд. Средняя температура на Земле уже поднялась на 1,02°C по сравнению с доиндустриальным периодом. Следующий год может стать еще жарче.
Считается, что серьезные проблемы у нашей планеты начнутся после того, как рост температуры превысит два градуса. В Арктике климатические сдвиги чувствуются особенно сильно: там уже начали мигрировать моржи и хищные рыбы.
В начале года ученые подсчитали: чтобы не перешагнуть за отметку в два градуса в ближайшие десятилетия, большая часть ископаемых не должна быть извлечена из-под Земли. А это значит, что нужны серьезные ограничения в одной из самых прибыльных отраслей экономики.
За год обратить внимание на проблемы климата призвало множество авторитетных людей, включая далай-ламу и папу римского. В декабре представители 196 стран мира подписали документ, в котором пообещали ограничить количество углеродных выбросов в атмосферу, чтобы рост температуры не превысил заветные два градуса. Получится ли — увидим через несколько лет.
New Horizons: полет на край Солнечной системы
Полет New Horizons к Плутону — это не только сотни фотографий, от которых перехватывает дух.
За девять лет полета специалисты сделали множество серьезных открытий о Юпитере, Плутоне и их «соседях». Кульминация пришлась именно на 2015 год. За последние месяцы выяснилось, что на Плутоне есть ледяные горы, азотные ледники, гладкие холодные равнины и «слоеная» атмосфера, а сама планета намного старше, чем было принято считать.
Полет New Horizons через половину Солнечной системы стал частью программы NASA «Новые рубежи» и финалом общего мониторинга Солнечной системы. В будущем специалисты хотят сконцентрироваться на более узких предметах изучения: взять пробы атмосферы Сатурна, проследить за сейсмической активностью Луны. В теории к планете, посещенной автоматическими аппаратами, возможна отправка пилотируемой миссии.
Вода на Марсе: важный шаг к внеземной картошке
В этом году получилось найти доказательства того, что на Марсе есть жидкая вода.
Вопрос об этом волновал ученых не одно десятилетие. В 2015 году группа исследователей наконец объявила: найдены «сильнейшие доказательства» присутствия сезонных потоков. Овраги от них четко видны на снимках планеты.
Наличие жидкой воды — одно из важнейших требований к существованию жизни, подобной земной. Очень маловероятно, что человечество наткнется на марсиан-гуманоидов. Но даже бактерии внеземного происхождения могут наделать немало шуму в научной среде. К тому же вода даст надежду на то, что на планете рано или поздно получится что-то вырастить.
Правда, другая группа ученых уже оспорила «речное» открытие. Они заявили, что обнаруженные борозды — результат таяния сухого углекислого льда, а существование жидкой воды на планете крайне сомнительно.
Наверняка проверить, есть ли вода на Марсе, пока невозможно. Космических аппаратов в этой области пока нет, и в ближайшее время не предвидится. При удачном стечении обстоятельств, на Марс человек отправится в конце 2030-х. Возможно, к этому времени мы сможем разобраться с водой окончательно.
Нейронные сети: рисуют, видят и все понимают
Искусственные нейронные сети в этом году взбудоражили многих — ведь появилось множество сервисов, которые позволяют «проверить» их на себе.
Яркий пример — сервисы Project Oxford, которые распознают лица и определяют возраст, эмоции или сходства. Чтобы создать такой сервис, для сети процессоров выделяют ряд ключевых признаков, а после обучают и тренируют ее на множестве изображений. Получается весьма убедительно.
Есть и более сложные механизмы: к примеру, программа NeuralTalk может описать словами то, что видит на фотографии (а ее усовершенствованная версия работает и с видео).
Инженеры Google вывели целое «нейронное» направление в искусстве — «инцепционизм». Систему Inception, предназначенную для распознавания изображений, направили «задом наперед». В итоге получился забавный инструмент, который может превратить фотографию в полотно импрессиониста или дорисовать недостающие предметы.
Теперь можно увидеть: компьютеры научились не только понимать происходящее, но и заниматься творчеством.
Новые антибиотики: ответ бактериям с иммунитетом
В этом году ученые открыли новый антибиотик, который должен избавить человечество от «бактериального апокалипсиса».
Дело в том, что на протяжении последних лет люди пользовались антибиотиками очень активно. Из-за этого некоторые бактерии начали мутировать и получать «иммунитет» к определенным видам лекарств.
В Китае, к примеру, недавно обнаружились «супербактерии», устойчивые к полимиксинам — группе антибиотиков, которые раньше считались самыми эффективными. Со временем эта ситуация может перерасти в серьезную проблему — представьте мир, где антибиотики не могут спасти от дизентерии, коклюша или кишечной инфекции.
Новое лекарство, открытое в этом году, должно остановить «гонку вооружений» лекарств и бактерий. Препарат под названием теиксобактин, сможет убивать даже микроорганизмы, выработавшие устойчивость к другим антибиотикам. Пока же новое лекарство в работе, а «гонка» мутирующих бактерий и фармацевтов продолжается.
Нейроинтерфейсы: управлять мыслями, говорить без слов
Человек может управлять предметами через усилие мысли — и это уже не будущее, а настоящее.
Технологии нейроинтерфейсов начали развиваться несколько лет назад. Но именно в 2015 году начали плодиться устройства, которые приближают их к повседневной жизни.
В основе нейроинтерфейсов — портативный электроэнцефалограф, настроенный на определенные волны мозга. Такой прибор не может полностью «понять» мысли человека, но вполне способен зарегистрировать, например, желание поднять правую руку или взгляд на светящийся диод.
На этой базе за последние месяцы появилось множество разработок. К примеру, португальцы похвастались, что могут управлять летательными аппаратами «силой» мысли, ВВС показала, как обруч позволяет заменить пульт и переключать каналы телевизора, а американцы научились двигать механической рукой и набирать текст безо всяких физических усилий.
Пожалуй, дальше всех пошли китайцы, рассказав о приборе, который переводит активность мозга на человеческий язык — можно говорить, совсем не раскрывая рта.
О том, когда можно будет полностью отказаться от движений, пока не сообщается. Правда, неясно, захотим ли мы этого.