Общество: Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов
Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Будущее десятилетие станет прорывным во многих областях науки. Мы увидим, как раскаленная плазма потечет в огромном термоядерном реакторе. Первые люди сольются с компьютерами и разделят свои мысли на аналоговые и цифровые. Американцы снова высадятся на Луне, а Илон Маск отправит колонистов на Марс. Нам хочется во все это верить, пускай доля скепсиса относительно всех этих событий чертовски высока. Рассказываем о главных событиях в науке нового десятилетия, которые изменят нашу жизнь.

Термоядерный реактор

Горящая плазма — энергия от заряженных частиц, созданная реакцией ядерного синтеза. Аналогична той, что лежит в основе существования Солнца и других звезд. Заключить этот практически бесконечный (по меркам человека) источник энергии в клетку — голубая мечта не одного поколения физиков.

В декабре 2025 года запустят в строй первый по-настоящему мощный термоядерный реактор — International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Он станет важным «шагом в преодолении разрыва между нынешним пониманием и знаниями, необходимыми для проектирования и эксплуатации термоядерных электростанций в качестве безопасных и устойчивых источников энергии», пишут видные эксперты в вопросах термоядерного синтеза.

ITER — это экспериментальный термоядерный реактор. Он не будет генерировать энергию, все его тепло будет рассеиваться в атмосфере. Он будет работать импульсно, предоставит ученым уникальную возможность изучить горение плазмы, разработать инструменты, необходимые для ее лучшего понимания, и подтвердить прогнозы.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Реактор сможет генерировать 500 МВт мощности в течение более 300 секунд. Ранее мощность, которая достигалась на термоядерных установках, не превышала 16 МВт (Joint European Torus в Великобритании). Эксперименты дадут фундаментальные ответы на вопросы, имеющие центральное значение для перспектив синтеза.

В 2010 году стартовал проект Compact Fusion Reactor (CFR). Его разрабатывают в Skunk Works — секретной лаборатории Lockheed Martin, которая чаще работает над авиационными военными проектами. В итоге должен получиться компактный термоядерный реактор, который станет заметно более дешевой альтернативой ITER.

Предполагалось, что CFR сможет поместиться в большой грузовик и будет весить около 20 тонн, но позже эти предположения были скорректированы. Новые параметры примерно такие: 18 метров в длину, 7 метров в диаметре и около 2 тыс. тонн веса.

Свое искусственное солнце в 2020 году должен запустить и Китай. Токамак HL-2M расположен в городе Лэшань, и… информации о нем в англоязычном интернете совсем немного.

Редактирование генома

В 2012 году технология генетических ножниц CRISPR-Cas9 ворвалась на мировую сцену исследовательской медицины. Генетики научились вырезать вредные мутации из ДНК. Разработка вызвала фурор в научной среде, так как является более дешевым, быстрым, точным и эффективным из существующих методов редактирования генома. Этот метод подсмотрели у бактерий, которые таким образом отключают вирусы, разрезая их ДНК в нужном месте.

Во всех заголовках СМИ под закат прошлого десятилетия прогремела история китайского исследователя, который применил эти генетические ножницы к эмбрионам, чтобы сделать их невосприимчивыми к ВИЧ.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Мятежный ученый Хэ Цзянькуй

Тем не менее эта технология остается развивающейся. Редактирование генома может стать волшебной палочкой в лечении и профилактике заболеваний человека. Но пока опыты проводятся преимущественно на клетках и животных. Ведь если ножницы промахнутся и отрежут не свою цель, то нарушат естественную работу генома и могут потенциально привести к развитию рака. Опыты по редактированию первичных половых клеток и эмбрионов пока находятся под запретом во многих странах.

Мы хотим верить, что в ближайшее десятилетие безопасность этого метода редактирования генома человека будет окончательно доказана, а в рецензируемых журналах будут опубликованы итоги тестирования технологии на людях. Например, Editas Medicine декларировала, что возьмется за испытания своих разработок на основе CRISPR-Cas9 для лечения редкого наследственного заболевания сетчатки — амавроза Лебера, которое приводит к полной потере зрения. В ноябре 2018 года компания получила разрешение на клинические испытания.

Во второй половине 2020-го могут начаться клинические испытания компании Intellia Therapeutics, которая в качестве врага выбрала амилоидоз — накапливание аномальных белков в тканях.

Космическое око

В сфере космических полетов у нас куда больше ясности относительно прорывов. Так, есть запланированные опорные точки на 20-е годы нынешнего столетия.

30 марта 2021 года наконец-то должен состояться запуск многострадального космического телескопа имени Джеймса Уэбба. Устройство за 10 лет должно провести более 2 тыс. наблюдений за планетами и малыми телами внутри Солнечной системы, за экзопланетами, галактиками и прочими вселенскими штуками. Предполагается, что с помощью нового телескопа астрономы смогут рассмотреть свет первых звезд, образованных после Большого взрыва.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Аппарат первоначально планировали запустить еще в 2007-м, но сроки постоянно сдвигались: изготовление оптической системы для телескопа оказалось крайне сложной задачей, а бюджет под это вскоре дорос почти до $10 млрд.

Колонизация Луны

Где-то в середине 2020-х годов американцы в рамках миссии «Артемида» собираются вернуться на Луну, со временем обустроить там обитаемое поселение и создать фундамент под освоение Марса. За форсирование этого проекта радеет администрация Дональда Трампа. Задачу американский президент поставил в 2019 году: высадка должна быть осуществлена в 2024-м.

В конце 2022 года произойдет пилотируемый орбитальный облет спутника Земли. Его планируют осуществить с помощью ракеты-носителя Space Launch System и корабля Orion. Первую ступень SLS уже можно было наблюдать совсем недавно во время ее перевозки для проведения испытаний.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Успех программы позволит начать и строительство международной окололунной станции Lunar Orbital Platform-Gateway. Она займется изучением Луны и дальнего космоса, а в более далеком будущем станет перевалочным пунктом для космонавтов, которые полетят к Марсу. Окончательно станцию, по оптимистичным прикидкам, могут собрать к концу этого десятилетия.

Колонизация Марса

Другое лакомое местечко для человека в этой звездной системе также может испытать на себе вес его подошвы. Илон Маск больше трех лет назад пообещал уже в этом десятилетии доставить человека на Марс и даже основать там полноценную колонию, которая сможет поддерживать свое существование. Как обычно, план американца чрезвычайно амбициозен и скоротечен: высадка человека на Красную планету должна состояться в 2024 году. По итогу все может растянуться по временной шкале на куда больший промежуток.

В ноябре 2019-го Маск поделился обновленным планом по колонизации Марса, согласно которому туда придется отправить около тысячи космических кораблей Starship. За 20 лет они доставят на Красную планету грузы, инфраструктуру и поселенцев.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

В ближайшее время компания SpaceX планирует начать тестирование космического корабля Starship высотой 118 метров и вместительностью до сотни человек. В текущем году он должен с туристами на борту облететь вокруг Луны. Что из этого получится, увидим совсем скоро.

Создание квантового компьютера

В конце 2019 года Google заявила о достижении «квантового превосходства» — переломного момента, когда квантовый компьютер может решить задачу, которая практически не под силу классическому компьютеру. Специалисты компании утверждают, что им удалось за 3 минуты и 20 секунд завершить вычисление, на которое у традиционного компьютера ушло бы около 10 тыс. лет. Но система Google умеет выполнять только один расчет и не является универсальной.

Квантовые компьютеры для обработки данных используют явление квантовой суперпозиции. Если обычный компьютер оперирует значениями 0 и 1, то квантовые оперируют кубитами, которые имеют одновременно значения и 0, и 1, что радикально увеличивает скорость работы. Создание первого настоящего квантового компьютера называют ключом к миру цифрового будущего.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Глава Google позирует возле квантового компьютера

Достижение Google вскоре было оспорено специалистами IBM, первоначальная публикация об исследовании была удалена. Многие эксперты полагают, что результаты эксперимента были преувеличены и не имели практического применения.

Тем не менее потенциал квантовых компьютеров считается едва ли не безграничным. Особенно на фоне быстродействия современных суперкомпьютеров. Квантовый компьютер сможет щелкать зашифрованные самыми современными криптографическими алгоритмами сообщения, и в мире не останется ничего скрытого. Для того, кто первым создаст не экспериментальный, а рабочий квантовый компьютер.

Но до тех пор ученым придется решить очень много практических задач в различных областях физики. Несмотря на все сложности, специалисты смотрят в будущее со сдержанным оптимизмом. Вице-президент IBM назвал три-пять ближайших лет как момент появления первых коммерческих квантовых компьютеров.

Интерфейс «мозг — компьютер»

Идеей совместить мозг человека и компьютер последние десятилетия грезят и фантасты, и ученые. Тем не менее возможность вживить в человеческий мозг мощь современного компьютера как притягивает, так и пугает. В первую очередь интерфейсы «мозг — компьютер» пригодились бы людям, которые по тем или иным причинам частично ограничены в передвижениях.

Илон Маск добрался и до нейроинтерфейсов. В 2016 году он основал компанию Neuralink, которая занимается перспективными разработками в этой сфере. Прошедшим летом она показала свои наработки: гибкие, тоньше человеческого волоса «нити», по которым мозг будет обмениваться сигналами с машиной, нейрохирургического робота, способного аккуратно вводить эти нити в человеческий мозг, а также чип, который умеет читать, очищать и усиливать сигналы мозга.

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов

Технологию уже протестировали на крысах и обезьянах. Маск упомянул, что некоторые животные были способны управлять компьютерной программой с помощью лишь силы своего мозга, но в подробности экспериментов вдаваться не стал. Во втором квартале 2020 года после получения разрешения от регулятора компания планирует начать тестирование технологии на людях.

Как и любое детище Маска в разных областях науки, Neuralink пока громче всех заявляет о себе в сфере нейроинтерфейсов. Но разработки ведутся и другими компаниями. Например, Second Sight в 2017 году получила одобрение на клинические испытания своего импланта, который способен обратить частичную или полную потерю зрения. Чип вживляют в кору головного мозга, он стимулирует нейроны зрительной коры и помогает пациентам увидеть хоть что-то.

Ждем громких новостей и прорывов в 2020-х годах.

Источник

Чудотворец Илон и бесконечный источник энергии. Ожидаемые прорывы в науке 2020-х годов обновлено: 21 января, 2020 автором: Елена Фролова
Реклама
Нажмите, чтобы поделиться новостью
Реклама
Будьте вежливы. Отправляя комментарий, Вы принимаете Условия пользования сайтом.

Текст комментария будет автоматически отправлен после авторизации

Настоятельно рекомендуем вам придерживаться вежливой формы общения, избегать любого незаконного, угрожающего, оскорбительного, непристойного или грубого обращения к другим посетителям ресурса.
Загрузка...
Реклама
Читать дальше