V minulém století - dokonce i v posledním desetiletí - došlo k úžasným skokům vpřed ve vědě a technologii, protože jsme získali lepší porozumění našemu světu a jeho fungování. Ale zatímco věda má odpovědi na otázky, na které by naši předkové nikdy neuvěřili, že bychom na to přišli, stále existuje mnoho obrovských otázek, které ještě musí získat plně uspokojivé odpovědi.
Ty sahají od filosofických po praktické, od úplných záhad po otázky, které jsme si přiblížili, ale nejsou tam úplně. Čtěte dál a zjistěte, o co jde. A pokud jde o další hádanky týkající se vesmíru, podívejte se na 21 záhad o vesmíru, které nikdo nemůže vysvětlit.
1 Jak přesně začal život?
Nechápejte nás zde - evoluční biologové mají docela dobrou představu o tom, jak se určité organismy vyvinuly v jiné, ale stále nevědí, co to všechno začalo. Jak jsme se dostali od „prvotní polévky“ stavebních bloků života k tvorbě samoreprodukčních buněk?
Hlavní teorií za posledních 50 let bylo, že elektrický výboj vedl k chemickým reakcím, které vytvořily první aminokyseliny, ale vědci nesouhlasí. Někteří si myslí, že příčinným faktorem byla sopečná činnost a jiní si myslí, že to možná byli meteoriti, kteří nám přinesli život.
2 Proč sníme?
"Proč?" může být pro vědce nejobtížnější otázkou odpovědět. Lidé jistě sní, jak dokládá pokročilá technologie zobrazování mozku, ale k jakému účelu to slouží? Proč naše neurony střílejí, i když naše tělo a mysl při vědomí jsou v klidu?
Kognitivní vědci se domnívají, že paměť, učení a emoce mohou být spojeny s naší schopností snít, ale zatím nenašli žádné přesvědčivé odkazy, které by vysvětlovaly liché malé filmy, které pro nás mozek hraje, když spíme. A pokud jste vždy přemýšleli o tom, co ty divné sny, které máte stále na mysli, podívejte se na 50 tajemství, které se vám vaše sny snaží říct.
3 Existuje vzor za prvočísly?
V případě, že jste zapomněli od vaší poslední matematické třídy, prvočísla jsou ta, která jsou dělitelná pouze sama sebou a 1. Příklady zahrnují čísla 3 a 7 a 3 169. Považujte je za stavební kameny čísel, protože je nelze redukovat na menší faktory. Tato vlastnost jim umožňuje sloužit jako šifrovací klíče pro digitální zabezpečení, ale také to znamená, že matematici nebyli schopni rozeznat vzorec, pro který jsou čísla prvořadá, což je problém známý jako hypotéza Riemanna.
Počítaje od 1, můžete mít tři prvočísla v řadě, ale pak můžete jít čtyřicet nebo více čísel bez nalezení dalšího prvočísla. Odemknutí této hádanky by mohlo mít důsledky pro společnost, jako je ta naše, jejíž komunikační sítě jsou zcela postaveny na číslech. A pokud si nepamatujete, co je prvočíslo a chcete vidět, zda byste stále mohli absolvovat maturitní zkoušku, podívejte se na 30 otázek, které byste museli eso, abyste mohli projít matematiku 6. stupně.
4 Jaký je lék na rakovinu?
Shutterstock
Bohužel nikdy nebudeme schopni najít jediný lék na rakovinu, protože pojem „rakovina“ se ve skutečnosti vztahuje na celou sbírku nemocí, které jsou kódovány do našich genů. Stejně jako nikdy nevymažeme všechny bakterie ze země, nemůžeme vytvořit pilulku nebo injekci, která vyléčí všechny typy rakoviny.
Protože se však stále zlepšujeme v prevenci i léčbě, lépe porozumíme faktorům, které jsou pod naší kontrolou, a naučíme se jim, jak se jim vyhnout. Chcete-li se dozvědět více o tom, co rakovina působí na tělo, podívejte se na 23 varovných příznaků rakoviny, které se skrývají v prostém zraku.
5 Můžeme cestovat časem?
Všichni samozřejmě pravidelně cestujeme časem vpřed a Einsteinova teorie speciální relativity předpokládá, že čas může být zkomprimován tak, že člověk, který jede dostatečně rychle, bude schopen cestovat daleko do budoucnosti. Pomocí konceptů, jako jsou červí díry, někteří fyzici dokonce navrhli, že by bylo možné navštívit minulost. Ale pokud by tomu tak bylo, nebyli by dnes lidé mezi námi schopni žít dnes?
Nevíme a tyto hypotézy se dnes nedají za známých podmínek otestovat. Když rozšiřujeme naši schopnost vidět a cestovat ve vesmíru, můžeme se naučit více a lépe porozumět tomu, co je možné.
6 Je náš vesmír jediný?
Shutterstock
Podobně jako cestování v čase je interdimenzionální cestování dalším milovaným sci-fi konceptem, který, jak se zdá, nabízí neomezený potenciál. Existují ve skutečnosti paralelní vesmíry spolu s našimi vlastními? Interpretace kvantové fyziky „mnoha světů“ si to jistě myslí.
Podle této teorie jsou všechny možné historie a budoucnost skutečné. Realita je jako strom s nekonečnými větvemi a my jedeme jen po jedné. Je smutné, že se zdá velmi nepravděpodobné, že můžeme vytvořit stroj, který nás dopraví do vesmíru, například mluvících banánů.
7 Co přesně je vědomí?
Shutterstock
Koncept vědomí existuje v šedé oblasti, kde se věda setkává s filozofií. Jaká je tato kvalita, kterou jsme my a já máme, což nás vede k sobě, což nám umožňuje myslet, doufat a tvořit?
Pokud bychom mohli protékat elektrickým proudem skrz nemodifikovaný mozek tak, že se zdálo, že funguje stejně jako mozek v hlavě živého člověka, mohli bychom říci, že mozek je také při vědomí? Skutečnost, že se nezdá, že by existoval univerzální způsob, jak detekovat nebo měřit vědomí, je důvodem, proč je tak frustrující nepolapitelný. Nemůžeme zcela pochopit samotnou věc, která nám umožňuje porozumět světu. A pro některé úžasné pravdy, které známe, se podívejte na těchto 100 úžasných faktů o všem.
8 Kde je veškerá antihmota?
Antihmota je těžký koncept, jak se omotat kolem hlavy - je vyrobena z atomů s opačným elektrickým nábojem odpovídající látky. Kdykoli vědci dokázali vytvořit (malá) množství antihmoty v laboratoři, vytvořili také stejné množství hmoty a obě látky se rychle navzájem rušily v návalu energie.
Co je na těchto experimentech tak matoucí, je to, že je vědci provádějí ve snaze pochopit Velký třesk, o kterém se předpokládá, že vytvořil veškerou záležitost ve vesmíru. Pokud však vytváření hmoty znamená vytvoření stejného množství antihmoty ve stejnou dobu, proč vůbec existuje náš vesmír - plný hmoty, jaký je -? Kam to všechno antihmota šlo a proč to nezrušilo?
9 Proč je vesmír tak těžký?
Když se astrofyzici posadí, aby vypočítali široký vzorec, který popisuje, jak se vesmír chová, mohou udělat rozumně přesnou práci… pokud předpokládají, že tam venku je obrovské množství hmoty, které zatím nemůžeme odhalit.
Tyto neviditelné věci neboli „temná hmota“ představují asi 95% hmoty ve vesmíru, a přesto nevíme, co to je, kde je, nebo proč to nemůžeme pozorovat. Astronomové dokonce narazili na důkaz „temné energie“, která tlačí vesmír k expanzi.
10 Můžeme vytvořit energii stejným způsobem jako slunce?
Shutterstock
Ne všechna tajemství vědy jsou tak abstraktní jako temná hmota; některé jsou stejně praktické jako hledání způsobu výroby elektřiny. Protože víme, že fosilní paliva jsou omezená, musíme najít obnovitelný a čistý způsob výroby energie.
Víme, jak to hvězdy dělají - rozdělením nebo sloučením molekul - ale ještě musíme najít způsob, jak jej bezpečně reprodukovat v lidském měřítku. Pokud najdeme způsob, jak vytvořit energii rozdělením vody na vodík a kyslík, možná jsme našli svatý grál obnovitelné energie.
11 Jak žijeme s bakteriemi?
Vývoj antibiotik je pravděpodobně nejvýznamnějším objevem v moderní medicíně, protože nejen léčí některé nemoci přímo, ale také zranění a operace nekonečně zvyšuje jejich přežití.
Nadměrné používání antibiotik však způsobilo, že se některé bakterie vyvinuly do forem, které naše léky nemohou porazit. Jak tento problém překonáme, aniž bychom vstoupili do jakéhokoli závodu se zbraněmi s bakteriemi nebo zabili dobré bakterie, které musíme žít, bude vyžadovat pokračující studium bakteriální DNA. Je pozoruhodné, že stále objevujeme nové bakterie na tak neprozkoumaných místech, jako je hlubinné dno oceánu.
12 Je oceán skutečnou konečnou hranicí?
Shutterstock
Když už mluvíme o hlubokém oceánu, odhadují mořští biologové, že jsme prozkoumali jen asi 5% mořského dna. Na mnoha místech je podlaha tak hluboká a voda nad ní tak těžká, že musíme posílat bezpilotní sondy, abychom zachytili obrázky a vzorky, abychom mohli studovat.
Organismy, které jsme dosud našli, jsou z vědeckého hlediska prostě divné. Existují trubicoví červi, kteří žijí na sírových průduchech a rybách s průhlednými hlavami a látkou, která by mohla pomoci při léčbě Alzheimerovy choroby. Co ještě jsme nenašli? Podívejte se, co ještě o oceánu nevíte, a podívejte se na 30 faktů o světových oceánech, které vám vyhodí vaši mysl.
13 Musíme zemřít?
Žijeme už mnohem déle - a zdravější - životy než naši předkové, existuje tedy meze, jak dlouho může věda prodloužit lidský život? Odkládání smrti a její úplná prevence jsou samozřejmě dvě velmi odlišné věci, ale naše rostoucí chápání stárnutí, nemocí a naší vlastní DNA posouvá horní hranici našich životů. Vědci již našli způsoby, jak zvrátit stárnutí v jednotlivých buňkách, ale stále jsou daleko od převedení tohoto výzkumu do použitelného lékařského postupu.
14 Jak rychlé a malé mohou být počítače?
Obrázek přes Wikipedia
Porovnání počítačů děrných karet v 60. letech s telefony, které nyní nosíme v kapsách, je téměř komické. Programátorům před 50 lety by se chytrý telefon zdálo jako nejvíce výstřední sci-fi. Bude tento trend pokračovat? Budou počítače nekonečně menší a silnější?
Ačkoli se tranzistory s jejich zmenšováním zrychlují, přibližujeme se k limitu potřebnému pro přenos elektřiny. Pokud však počítačoví vědci dokážou vytvořit čipy, které komunikují světelnou energií místo elektrické energie, tento limit zmizí.
15 Stane se umělá inteligence?
Nyní samozřejmě máme stroje, které by se daly vhodně nazvat „roboty“ - dělají například věci, jako je stavba našich aut a balení našich bonbónů. Když však většina lidí mluví o robotech, odkazuje na stroje s umělou inteligencí.
Vědci s potěšením říkají, že technologie umělé inteligence je pravděpodobně asi 15–20 let v budoucnosti od šedesátých let. Jedním problémem je, jak definovat úspěch - je to simulace lidského chování nebo zlepšení lidských dovedností, jako je rozpoznávání vzorů? Přineste do trnitého předmětu vědomí a existuje stále více otázek než odpovědí, pokud jde o AI podobnou člověku. Chcete-li zjistit, jaké další věci odborníci říkají, že se neuvidíme, podívejte se na 20 dlouho predikovaných technologií, které se nikdy nestanou.
16 Jak velká bude populace?
V roce 1987 bylo na planetě 5 miliard lidí. V roce 1999 jsme překročili 6 miliard a v roce 2011 7 miliard a nejlepší odhady ukazují, že do roku 2023 překročíme 8 miliard. Takže… existuje limit?
Většina vědců tvrdí, že existuje, ale liší se, pokud jde o to, co je tento limit a jak brzy ho dosáhneme. Očekává se, že nedostatečné zdroje zpomalí růst populace po roce 2037, ale to, co přesně bude vypadat, je pro diskusi. Jídlo, čistá voda a palivo jsou omezujícími faktory, takže jak velká populace může naše planeta podporovat po dlouhou dobu? Pokud chcete vědět, na co bychom se měli připravovat, podívejte se na 30 věcí, které vědci říkají, že se stanou, pokud se populace stále rozšiřuje.
17 Budeme někdy vědět všechno?
Tato otázka se dostane k jádru vědecké metody: pozorování jevu, vytvoření modelu nebo příběhu, který popisuje jev, a použití tohoto modelu k předpovědi. Věda posledních několika století však předčila pouhým okem to, co můžeme pozorovat, takže nové objevy se spoléhaly na stále komplikovanější technologii. Nástroje, které máme, jsou nedokonalé, a proto omezené, takže kolik toho můžeme opravdu vědět? Možná nebudeme schopni vytvořit model, který popisuje vše, ale jak blízko se můžeme dostat?
18 Jak velký je vesmír?
Právě teď můžeme pomocí dalekohledů různého druhu „vidět“ asi 46, 5 miliardy světelných let v každém směru. Žádný vědec si však nemyslí, že vesmír se zastavuje na dálku, kterou už nemůžeme pozorovat. Jak daleko to tedy zasahuje?
Pokud je vesmír plochý, mohl by být teoreticky nekonečný. Pokud však má nějakou křivku, může ji detekovat i menší než naše nástroje, může to být tvar koule, a proto je omezená. Jak se naše technologie zlepšuje, budeme pravděpodobně schopni vidět dál, ale nikdy nebudeme vědět, kde to končí.
19 Co se stalo před Velkým třeskem?
Zatímco slovo „třesk“ vyvolává explozi, Velký třesk je lépe popsán jako okamžik, kdy se samotný prostor začal rozšiřovat a fyzika, jak ji známe. Problém je v tom, že k popisu vesmíru potřebujeme samotnou fyziku, takže se ptát, jaký byl vesmír před fyzikou, je jako ptát se, co je jižně od jižního pólu.
Je možné, že kvantová mechanika mohla popsat vesmír před Velkým třeskem, ale nevíme s jistotou, že tyto zákony existovaly před zákony fyziky.
20 Můžeme si stáhnout naše mozky do počítačů?
Shutterstock
To je jedna otázka, na kterou vědci doufají, že v příštích několika desetiletích budou mít odpověď. Se zvyšováním rychlosti a složitosti počítačů se přibližujeme ke dni, kdy umělá technologie dokáže přiblížit sílu lidského mozku.
Samozřejmě existují některé významné překážky: superpočítače nemohou provádět více simultánních výpočtů a množství paměti potřebné pro správnou rychlost zpracování by bylo obrovské. Navíc, i když se zlepšila naše schopnost mapovat mozek dolů na synapsu, jsme stále ještě daleko od toho, abychom mohli kopírovat a vkládat lidskou mysl.
21 Jak chytrý může být jeden člověk?
Shutterstock
Než kdokoli může odpovědět na tuto otázku, musí se vypořádat s definicí inteligence. Je to pouze IQ? Paměť? Schopnost provádět několik složitých úkolů současně? Schopnost tvořit?
Pokud zvolíte IQ, protože nabízí hmatatelnou metriku, uvědomte si, že se jedná o metodu pro srovnání, takže nejvyšší „možný“ IQ je pouze tak vysoký jako současný nejchytřejší člověk na světě. Nezapomeňte také, že IQ se mohou měnit a mohou být ovlivněny kulturními faktory. Možná bychom se měli místo toho zeptat: „Co to znamená být chytrý?“
22 Budeme někdy schopni předvídat hospodářské pády?
Ekonomika je také věda, i když její předpovědi musí být v makro měřítku ještě cenná. V důsledku finanční krize v roce 2008 se mnoho lidí zeptalo: „Jak to nikdo neviděl?“
Pravda je samozřejmě taková, že to bylo jen málo ekonomů, ale tito lidé nejsou nutně vzácní géniové v terénu - jejich data a modely pro predikci se v tomto případě právě staly správnými.
Ekonomika zahrnuje tolik proměnných, matematických i psychologických, že je tak těžké uhodnout, co udělá celý finanční systém, stejně jako uhodnout všechna rozhodnutí, která jediná osoba učiní za svého života. Naše výpočty se mohou zlepšit, protože shromažďujeme více dat, ale průnik vědeckých omezení s lidskou nepředvídatelností pravděpodobně znamená, že nikdy nebudeme mít model pro ekonomiku, jako bychom to řekli pro replikaci buňky.
23 Co z nás dělá člověka?
Instinktivně víme, zda je organismus nebo stroj lidský nebo ne. Zvířata, jako jsou papoušci a delfíni, mohou mít něco, co se blíží lidské inteligenci, ale jen málokdo by tvrdil, že z nich je člověk lidský. Lidé by také neřekli, že šimpanzi, naši nejbližší příbuzní, se kterými sdílíme 96% našeho genetického materiálu, jsou naprosto rovnocenní lidem.
Kde je dělicí čára? Věděli bychom to, kdybychom to viděli? Je možná osobnost mimo Homo sapiens sapiens ? Nemáme definitivní test, který by mohl dát odpověď ano nebo ne.
24 Je to příroda nebo péče?
To, že tato otázka je stará, neznamená, že to ještě není relevantní. Genetiku chápeme lépe, než jsme kdy měli, ale kolik z nás jsme, pochází z naší DNA a kolik pochází z prostředí, ve kterém jsme byli vychováni?
Etické úvahy omezují vědce, pokud jde o experimentování - bylo by nepochybně kruté vychovávat dítě v krabici bez jakékoli interakce - takže to pravděpodobně nikdy nebudeme vědět s jistotou. Jako vždy však stojí za to porozumět co nejvíce.
25 Existuje jednotná teorie fyziky?
Fyzika, se kterou jste pravděpodobně obeznámeni, přinejmenším ve velmi základních termínech, je ta, kterou se učíte na střední škole - hmotnost, rychlost, gravitace atd. Einstein vzal tuto větev fyziky do extrému a použil obecnou relativitu k popisu obou prostorů a čas. Když se však pokusíte popsat, jak se chují nejmenší subatomické částice, potřebujete kvantovou mechaniku.
Problém nastane, když se pokusíte použít kvantovou mechaniku k popisu galaxií nebo obecné relativity k popisu atomů; to, co pozorujeme, se neshoduje s tím, co tyto teorie říkají, že by se mělo stát. Když fyzici zmiňují „sjednocenou teorii“, mluví se o tom - o způsobu, jak spojit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou, která má smysl pro oba. Tipy a triky, jak žít šťastný život, najdete v článku Jak být šťastný, podle Alberta Einsteina.
26 Co se děje uvnitř černé díry?
Černé díry jsou místem, kde se setkávají obecná relativita a kvantová mechanika. Když hmotná hvězda zemře, zhroutí se na sebe, stane se tak malou a hustou, že vytvoří jedinečnost. Gravitace kolem něčeho tak těžkého je tak silná, že ani světlo nemůže uniknout a dává černé díře jejich jméno.
Obecná relativita popisuje to, co můžeme pozorovat na černých dírách, ale abychom pochopili, co se děje uvnitř jejich horizontu událostí, pravděpodobně potřebujeme kvantovou mechaniku. Bohužel, protože zatím nemůžeme „převést“ tyto koncepty mezi dva typy fyziky, je těžké dokonce vytvořit solidní teorii toho, co ještě nemůžeme odhalit.
27 Jsme ve vesmíru sami?
Shutterstock
„Prostor je velký, “ napsal spisovatel Douglas Adams. „Opravdu velký. Prostě nebudete uvěřit, jak ohromně, obrovsky, neuvěřitelně velký je.“
Jak můžeme skutečně říci, že tam není žádný jiný život, když jsme prozkoumali jen jeho nejmenší zlomek? Víme, že některé další planety nebo měsíce obsahují kyslík a kapalnou vodu. Dokonce jsme slyšeli nějaké signály z dosahu hlubokého vesmíru, které vědci nedokázali vysvětlit.
Doposud jsme se nesetkali s žádným definitivním důkazem o životě - dokonce ani jednobuněčných organismech - vyvíjejícím se kdekoli kromě Země, ale bylo by to výška hubris prohlásit, že to znamená, že nikdy nebudeme. Pokud se chcete dozvědět o šílených životech těch, kteří prozkoumávají vesmír, podívejte se na 27 šílených věcí, které musí astronauti udělat.
