ZINĀTNE, KAS PARĀDĪTA ATBILDES ATBILDES CILVĒKU JAUTĀJUMIEM. Un šķiet, ka lielākā daļa no sarežģītajām parādībām ir pētīta vienlaicīgi un pāri, bet paliek tikai "ļoti maz" - izprast tumšās matērijas dabu, risināt kvantu gravitācijas problēmu, risināt telpas / laika dimensiju problēmu, saprast, kas ir tumšā enerģija (un vēl dažiem simtiem līdzīgu jautājumu)). Tomēr joprojām pastāv šķietami vienkāršākas parādības, kuras zinātnieki nespēj pilnībā izskaidrot.
Kas ir stikls?
Nobela prēmijas laureāts Vorens Andersons reiz teica: "Dziļākās un interesantākās no neatrisinātajām cietvielu teorijas problēmām slēpjas stikla dabā." Un, kaut arī stikls cilvēcei ir zināms jau vairāk nekā gadu tūkstoti, kāds ir tā unikālo mehānisko īpašību iemesls, zinātnieki joprojām to nesaprot. No skolas stundām mēs atceramies, ka stikls ir šķidrums, bet vai tas ir? Zinātnieki precīzi nezina, kāds ir pārejas raksturs starp šķidru vai cietu un stiklveida fāzēm un kādi fizikālie procesi noved pie stikla galvenajām īpašībām.
Stikla veidošanās procesu nevar izskaidrot ar nevienu no pašreizējiem cietvielu fizikas instrumentiem, daudzdaļiņu teoriju vai šķidrumu teoriju. Īsumā - atdzesēts šķidrais izkausētais stikls pakāpeniski kļūst arvien viskozāks, līdz tas kļūst ciets. Kamēr veidojas kristāliskas cietās vielas, piemēram, grafīts, atomi vienā brīdī veido parastās periodiskās struktūras.
Stikls uzvedas tā, ka līdzsvara statistikas mehānika to vēl nevar aprakstīt
Molekulārās dinamikas pētnieks Tarūns Čitra ar dejas palīdzību izskaidro molekulu organizāciju dažādās vielās. Ideāls, ciets ķermenis ir kā lēna deja, kad divi partneri kopā ar citiem pāriem pārvietojas ap savu sākuma stāvokli deju grīdā. Ideāls šķidrums ir kā iepazīšanās ballīte, kad visi mēģina dejot ar visiem, kas atrodas telpā (šo īpašību sauc par ergodiskumu), savukārt vidējais temps, ar kādu visi dejo, ir aptuveni vienāds. Pēc šīs analoģijas stikls ir kā deja, kad cilvēku grupa tiek sadalīta mazākās apakšgrupās, un katrs no tiem griežas savā apaļajā dejā. Jūs varat mainīt partnerus no sava loka, un šī deja notiek mūžīgi.
Reklāmas video:
Stikls uzvedas tā, ka līdzsvara statistikas mehānika to vēl nevar aprakstīt. Jo īpaši subexponenciālo autokorelāciju un stikla krusteniskās korelācijas funkciju var iegūt ar bezgalīgu skaitu izlases procesu. Līdz noteiktam punktam sistēma darbojas vairāk vai mazāk skaidri un paredzami, bet, ja to vērojat pietiekami ilgi, jūs sākat redzēt, kā dažas pazīmes labāk raksturo varbūtības teorija un nejaušie procesi.
Kā darbojas placebo?
Placebos jeb vielas, kurām nav acīmredzamu ārstniecisko īpašību, bet kurām ir pozitīva ietekme uz ķermeni, ir zināmas jau ilgu laiku. Placebo efekta pamatā ir psihoemocionālā ietekme. Bet pētnieki vairāk nekā vienu reizi ir pierādījuši, ka placebo, kurā nav aktīvo vielu, var stimulēt reālas fizioloģiskas reakcijas, ieskaitot sirdsdarbības un asinsspiediena izmaiņas, kā arī ķīmisko aktivitāti smadzenēs. Placebo arī palīdz mazināt sāpes, depresiju, trauksmi, nogurumu un pat dažus no Parkinsona slimības simptomiem.
Joprojām nav pilnībā izprasts, kā mūsu psihi var ietekmēt veselību, un zinātnieki nevar atklāt mehānismus, kas ir fizioloģisko reakciju uz placebo pamatā. Acīmredzot efektā ir savstarpēji saistīti daudzi dažādi aspekti, un mānekļi neietekmē slimības avotu vai cēloni. Eksperimentāli ir noskaidrots, ka ķermeņa reakcija atšķiras atkarībā no placebo ievadīšanas veida (lietojot tabletes vai injekcijas). Arī placebas dod tikai paredzamo, tas ir, jau iepriekš zināmu, terapeitisko efektu. Un jo lielākas ir cerības, jo spēcīgāks ir placebo efekts. Turklāt ir zināms, ka to var uzlabot ar aktīvu verbālu iedarbību uz pacientu. Ne visus ietekmē placebo. Biežāk placebo iedarbojas uz ekstravertiem, cilvēkiem ar paaugstinātu trauksmi, aizdomām un pašapziņu.
2013. gada oktobrī tika publicēts pētījums, kas parādīja, ka placebo efekts ir saistīts ar paaugstinātu alfa aktivitāti smadzenēs. Alfa viļņi rodas mierīgā stāvoklī, kas ir līdzīgs vieglam transam vai meditācijai - tas ir, visieteicamākajā stāvoklī. Placebo efekts ievērojami ietekmē cilvēka nervu sistēmu muguras smadzeņu rajonā. Bet līdz šim neviens nav spējis detalizēti aprakstīt tā iedarbības mehānismu.
Ko nozīmēja wow signāls no kosmosa?
1977. gada 15. augustā notika viens no noslēpumainākajiem notikumiem kosmosa izpētes vēsturē. Dr Jerry Eiman, strādājot pie Big Ear radioteleskopa kā daļa no SETI projekta, ierakstīja spēcīgu šaurjoslas kosmosa radio signālu. Tās raksturlielumi (pārraides joslas platums, signāla un trokšņa attiecība) atbilda tiem, kas sagaidāmi no ārpuszemes signāla. Iztriecies no tā, Eimans apliņķoja atbilstošās rakstzīmes uz izdrukas un parakstā parakstīja “Wow!”. Šis paraksts deva vārdu signālam.
Signāls nāca no debesu reģiona Strēlnieka zvaigznājā, apmēram 2,5 grādus uz dienvidiem no zvaigžņu grupas Chi. Tomēr pēc gadiem ilgas gaidīšanas, kad kaut kas līdzīgs notiks, nekas nenotika.
Zinātnieki apgalvo, ka, ja signālam bija ārpuszemes izcelsme, tad būtnēm, kas viņu sūtīja, jāpieder ļoti, ļoti attīstītai civilizācijai. Lai nosūtītu tik jaudīgu signālu, jums ir nepieciešams vismaz 2,2 gigavatu raidītājs, kas ir daudz jaudīgāks nekā jebkurš no Zemes. Piemēram, HAARP sistēma Aļaskā, kas ir viena no jaudīgākajām pasaulē, domājams, spēj pārraidīt signālu līdz 3600 kW.
Viena hipotēze signāla stiprumam ir tāda, ka sākotnēji vājo signālu ievērojami uzlaboja gravitācijas objektīva darbība; tomēr tas joprojām neizslēdz mākslīgās izcelsmes iespēju. Citi pētnieki ierosina tādu radiācijas avota pagriešanās iespēju kā bāksignāls, periodiskas signāla frekvences izmaiņas vai atsevišķu signālu. Pastāv arī versija, ka signāls tika nosūtīts no kustīga svešzemju kosmosa kuģa.
2012. gadā signāla 35. gadadienai Arecibo observatorija nosūtīja 10 000 kodētu tvītu atbildi iespējamā avota virzienā. Tomēr nav zināms, vai kāds tos saņēma. Līdz šim wow signāls joprojām ir viens no galvenajiem astrofiziķu noslēpumiem.
Kāpēc cilvēki tiek iedalīti kreisajos un labajos
Pēdējo 100 gadu laikā zinātnieki ir diezgan labi izpētījuši problēmu, kāpēc cilvēki pārsvarā lieto vienu roku un kāpēc tā biežāk ir labā roka. Tomēr nav standarta empīriskās pārbaudes labējiem vai kreisajiem rokturiem, jo zinātnieki nevar pilnībā saprast, kādi mehānismi ir iesaistīti šajā procesā.
Zinātnieki nav vienisprātis par to, kāds procents cilvēces ir ar labo roku un kāds procents ir ar kreiso roku. Kopumā tiek uzskatīts, ka vairākums (70% līdz 95%) ir ar labo roku, mazākums (5% līdz 30%) ir ar kreiso roku, un ir arī nenoteikts skaits cilvēku ar pilnīgu simetriju. Ir pierādīts, ka gēni ietekmē kreiso un labo roku, taču precīzais “kreisās rokas gēns” vēl nav noskaidrots. Ir pierādījumi, ka sociālie un kultūras mehānismi var ietekmēt tieksmi izmantot labo vai kreiso roku. Tipiskākais piemērs tam ir tas, kā skolotāji bērnus reducēja, liekot viņiem rakstīšanas laikā pārslēgties no kreisās puses uz labo roku. Tajā pašā laikā vairāk totalitārās sabiedrībās ir mazāk kreiso cilvēku nekā liberālākās sabiedrībās.
Mums ir tikai vispārējs priekšstats par labās rokas cēloņiem, un pētniekiem tas joprojām ir sīki jāizdomā.
Daži pētnieki runā par "patoloģisku" kreiso roku stāvokli, kas saistīts ar smadzeņu traumu dzemdību laikā. 1860. gados franču ķirurgs Pols Broka atzīmēja saistību starp roku darbību un smadzeņu puslodēm. Pēc viņa teorijas, smadzeņu pusītes ir savienotas ar ķermeņa pusēm krustveida formā. Bet šobrīd ir zināms, ka šie savienojumi nav tik vienkārši, kā Broka tos aprakstīja. 70. gadu pētījumi parādīja, ka lielākajai daļai kreiso roku ir tāda pati kreiso smadzeņu darbība, kas raksturīga visiem cilvēkiem. Tomēr tikai daļai kreiso roku ir dažādas novirzes no normas.
Pētot primātu kreisās un labās rokas problēmas, zinātnieki ir noskaidrojuši, ka lielākā daļa dzīvnieku noteiktā populācijā ir vai nu ar kreiso, vai ar labo roku. To darot, atsevišķi pērtiķi bieži izstrādā savas individuālās vēlmes. Tā rezultātā mums joprojām ir tikai vispārējs priekšstats par labās rokas cēloņiem, un pētniekiem tikai sīki jāsaprot visi to veidošanās mehānismi.
Kā nedzīvā matērija kļūst dzīva?
Mūsdienu zinātniskajā pasaulē dominē bioloģiskās evolūcijas jēdziens, saskaņā ar kuru pirmā dzīvība pati par sevi rodas no neorganiskiem komponentiem fizisku un ķīmisku procesu rezultātā. Abioģenēzes teorija apraksta, kā dzīvā matērija rodas no nedzīvās matērijas. Tomēr tajā ir daudz problēmu.
Ir zināms, ka galvenās dzīvās vielas sastāvdaļas ir aminoskābes. Bet varbūtība, ka nejauši notiks noteikta aminoskābju-nukleotīdu secība, atbilst varbūtībai, ka no debesskrāpja jumta tiks izmesti vairāki tūkstoši burtu no tipogrāfijas veida un salocīti noteiktā Dostojevska romāna lappusē. Abioģenēze klasiskajā formā pieņem, ka šāds "fonta kritums" notika tūkstošiem reižu - tas ir, tik reizes, cik bija nepieciešams, līdz tas izveidojās vajadzīgajā secībā. Tomēr saskaņā ar mūsdienu aplēsēm tas prasītu daudz ilgāku laiku, nekā eksistē viss Visums.
Tajā pašā laikā zinātnieki turpina mēģināt radīt mākslīgu dzīvu šūnu laboratorijas apstākļos. Pilns aminoskābju un nukleotīdu komplekts un visvienkāršākā baktēriju šūna joprojām sadala šasiju. Varbūt pirmās dzīvās šūnas ļoti atšķīrās no tām, kuras mēs varam novērot tagad. Arī liels skaits zinātnieku atbalsta hipotēzi, ka pirmās dzīvās šūnas varētu iekļūt mūsu planētā, pateicoties meteorītiem, komētām un citiem ārpuszemes objektiem.
Kāpēc mēs guļam?
Mēs guļam 36% savas dzīves, bet zinātnieki nevar pilnībā izskaidrot miega raksturu. Miega režīms ir raksturīgs cilvēkiem, jo tas atrodas mūsu gēnos, bet kāpēc šis stāvoklis parādījās evolūcijas procesā un kādi ir miega ieguvumi, ir noslēpums.
Zinātnieki jau ir noskaidrojuši, ka miega laikā muskuļi aug ātrāk, brūces dziedē labāk, kā arī tiek paātrināta olbaltumvielu sintēze. Citiem vārdiem sakot, miegs palīdz ķermenim papildināt to, ko viņš ir pazaudējis nomodā. Jaunākie pētījumi liecina, ka miega laikā mūsu smadzenes tiek attīrītas no toksīniem, un, ja cilvēks traucē šo procesu (citiem vārdiem sakot, negulē), viņš palielina neiroloģisko traucējumu risku. Turklāt atpūtas laikā smadzenēs tiek vājināti vai atvienoti savienojumi starp šūnām - tādējādi mēs atbrīvojam vietu jaunas informācijas saņemšanai. Smadzenēs tiek ģenerētas jaunas sinapses, tāpēc miega trūkums draud samazināt spēju iegūt, apstrādāt un atcerēties informāciju.
Miega laikā smadzenes bieži atkārto dažas epizodes, kas ar mums notika dienas laikā, un, pēc pētnieku domām, šis process palīdz stiprināt mūsu atmiņu. Lai arī sapņu saturu nosaka reāli iespaidi, mūsu apziņa sapnī atšķiras no mūsu apziņas nomoda laikā. Sapņā mūsu pasaules uztvere izrādās daudz iedomīgāka un emocionālāka. Mēs redzam dažādas bildes, mēs par tām uztraucamies, taču nevaram tās pareizi saprast. Zinātnieki uzskata, ka miega artērijās smadzenēs dominējošie sinhronizācijas mehānismi ir vairāk saistīti ar pirmo signalizācijas sistēmu un emocionālo sfēru. Bet kas ir sapņi, joprojām nav iespējams viennozīmīgi atbildēt.
Kāpēc kaķi čīkst?
Neviens pilnīgi nezina, kāpēc kaķi ņurd. Purring atšķiras no daudzām citām dzīvnieku skaņām ar to, ka vokalizācija notiek visā elpošanas ciklā (gan ieelpojot, gan izelpojot). Kādreiz tika uzskatīts, ka skaņu rada asiņu plūsma caur zemāko vena cava, taču tagad lielākā daļa zinātnieku ir vienisprātis, ka skaņas radīšanas procesā ir iesaistīti balsene, balsenes muskuļi un nervu oscilators.
Kaķēni iemācās purināt, tiklīdz viņi ir pāris dienas veci. Veterinārārsti pieņem, ka viņu ņurdēšana nozīmē kaut ko līdzīgu cilvēka vārdiem “mamma”, “man viss kārtībā” vai “es esmu šeit”. Šīs skaņas palīdz stiprināt saikni starp kaķēnu un tā māti.
Bet, kad kaķēns aug, tas arī turpina burbuļot, un daudzi pētnieki ir pārliecināti, ka pieaugušā vecumā šī skaņa ir saistīta ar prieku un prieku. Dažreiz kaķi burbuļo, kad ir ievainoti vai slimi. Dr Elisabeth von Muggenthaler norāda, ka tās radītā purrēšana un zemfrekvences vibrācijas ir "dabisks pašdziedināšanās mehānisms", kas stiprina, dziedē brūces un mazina sāpes.
Mājas kaķu balss iezīme nav unikāla. Citas kaķenes, piemēram, lūši, gepardi un puma, arī purpinās. Lai gan daži lieli kaķi (lauvas, leopardi, jaguāri, tīģeri, sniega leopardi un apmākušies leopardi) to nevar izdarīt.