TIETEEN TUTKIMUS VASTAA IHMISTEN KYSYMYKSII. Ja näyttää siltä, että useimpia monimutkaisia ilmiöitä on tutkittu läpi ja poikki, mutta jäljellä on vain "hyvin vähän" - ymmärtää tumman aineen luonne, käsitellä kvanttigravitaation ongelmaa, ratkaista tilan / ajan mittojen ongelma, ymmärtää mikä on pimeä energia (ja muutama sata muuta samanlaista kysymystä)). On kuitenkin edelleen näennäisesti yksinkertaisempia ilmiöitä, joita tutkijat eivät pysty selittämään täysin.
Mikä on lasi?
Nobel-palkinnon saaja Warren Anderson sanoi kerran: "Syvimmät ja mielenkiintoisimmat ratkaisemattomista kiinteiden olosuhteiden teorian ongelmista ovat lasin luonteessa." Ja vaikka lasi on ollut ihmiskunnan tiedossa yli vuosituhannen, mikä on syy sen ainutlaatuisiin mekaanisiin ominaisuuksiin, tutkijat eivät vieläkään ymmärrä. Koulutunnista muistamme, että lasi on nestettä, mutta onko niin? Tutkijat eivät tiedä tarkalleen, mikä on nestemäisten tai kiinteiden ja lasisten faasien välisen siirtymisen luonne ja mitkä fysikaaliset prosessit johtavat lasin pääominaisuuksiin.
Lasinmuodostusprosessia ei voida selittää millään nykyisellä kiinteän olomuodon fysiikan, monipartikkelisen teorian tai nesteiden teorian avulla. Lyhyesti sanottuna nestemäisestä sulasta lasista tulee vähitellen yhä viskoosimpaa jäähtyessään, kunnes se tulee kovaksi. Vaikka kiteisiä kiinteitä aineita, kuten grafiittia, muodostuu, atomit muodostavat yhdellä hetkellä tavanomaiset jaksolliset rakenteet.
Lasi käyttäytyy siten, että tasapainoinen tilastollinen mekaniikka ei vielä pysty kuvaamaan sitä
Molekyylidynamiikan tutkija Tarun Chitra selittää eri aineiden molekyylien organisointia tanssin avulla. Täydellinen vankka vartalo on kuin hidas tanssi, kun kaksi kumppania yhdessä muiden parien kanssa liikkuu lähtöasennossaan tanssilattialla. Ihanteellinen neste on kuin treffit, kun kaikki yrittävät tanssia huoneessa olevien kaikkien kanssa (tätä ominaisuutta kutsutaan ergodicityksi), kun taas kaikkien tanssimisen keskimääräinen vauhti on suunnilleen sama. Tällä analogialla lasi on kuin tanssi, kun ryhmä ihmisiä jaetaan pienempiin alaryhmiin ja jokainen pyörii omalla pyöreällä tanssillaan. Voit vaihtaa kumppaneita ympyrästäsi, ja tämä tanssi tapahtuu ikuisesti.
Mainosvideo:
Lasi käyttäytyy siten, että tasapainoinen tilastollinen mekaniikka ei vielä pysty kuvaamaan sitä. Erityisesti subexponentiaalinen autokorrelaatio ja lasinen ristikorrelaatiofunktio voidaan saada aikaan äärettömällä määrällä satunnaisia prosesseja. Tiettyyn pisteeseen saakka järjestelmä toimii enemmän tai vähemmän selkeästi ja ennustettavasti, mutta jos katsot sitä riittävän kauan, alkaa nähdä, kuinka jotkut piirteet kuvaavat paremmin todennäköisyyden teoriaa ja satunnaisia prosesseja.
Kuinka lumelääke toimii?
Lumelääkkeet tai aineet, joilla ei ole selviä parantavia ominaisuuksia, mutta joilla on positiivinen vaikutus kehoon, on tunnettu jo kauan. Lumelääkevaikutus perustuu psyko-emotionaalisiin vaikutuksiin. Mutta tutkijat ovat useaan otteeseen osoittaneet, että lumelääke, jolla ei ole aktiivisia aineita, voi stimuloida todellisia fysiologisia vasteita, mukaan lukien muutokset sykeessä ja verenpaineessa, sekä kemiallinen aktiivisuus aivoissa. Lumelääke lievittää myös kipua, masennusta, ahdistusta, väsymystä ja jopa joitain Parkinsonin taudin oireita.
Kuinka psyykkimme voi vaikuttaa terveyteen, ei vieläkään ole täysin selvitetty, eikä tutkijat pysty paljastamaan mekanismeja, joiden taustalla fysiologiset vastaukset ovat lumelääkkeeseen. Ilmeisesti monet eri näkökohdat ovat kietoutuneet vaikutukseen, ja tutit eivät vaikuta sairauden lähteeseen tai syyyn. Kokeellisesti on osoitettu, että kehon vaste vaihtelee lumelääkitysmenetelmän mukaan (pillereitä tai injektioita käytettäessä). Lumelääkkeet antavat myös vain odotetun, eli etukäteen tiedossa olevan terapeuttisen vaikutuksen. Ja mitä suurempia odotuksia, sitä voimakkaampi lumelääkevaikutus. Lisäksi tiedetään, että sitä voidaan parantaa aktiivisella suullisella altistumisella potilaalle. Lumelääke ei vaikuta kaikkiin. Useammin lumelääke vaikuttaa ekstravertteihin, ihmisiin, joilla on lisääntynyt ahdistuneisuus, epäily ja epävarmuus.
Lokakuussa 2013 julkaistiin tutkimus, joka osoitti, että lumelääkevaikutus liittyy aivojen lisääntyneeseen alfa-aktiivisuuteen. Alfa-aallot nousevat rentoutuneessa tilassa, joka on samanlainen kuin kevyt transsi tai meditaatio - eli kaikkein suositeltavassa tilassa. Lumelääkevaikutuksella on merkittävä vaikutus ihmisen hermostoon selkäytimen alueella. Mutta toistaiseksi kukaan ei ole pystynyt kuvaamaan yksityiskohtaisesti sen vaikutuksen mekanismia.
Mitä syvän avaruuden vauvasignaali tarkoitti?
15. elokuuta 1977 tapahtui yksi salaperäisimmistä tapahtumista avaruustutkimuksen historiassa. Tohtori Jerry Eiman työskenteli Big Ear -radioskoopilla osana SETI-projektia ja nauhoitti voimakkaan kapeakaistaisen avaruusradiosignaalin. Sen ominaisuudet (lähetyskaistanleveys, signaali-kohinasuhde) olivat linjassa maan ulkopuolisesta signaalista odotettavien ominaisuuksien kanssa. Sieppaaen sen, Eiman pyöritti vastaavat merkit tulosteessa ja allekirjoitti reunalla”Vau!”. Tämä allekirjoitus antoi nimen signaalille.
Signaali tuli taivaan alueelta Jousimiehen tähdistössä, noin 2,5 astetta etelään tähtiryhmästä Chi. Vuosien odottamisen jälkeen, kun jotain tällaista tapahtuu, mitään ei tapahtunut.
Tutkijat väittävät, että jos signaali oli maapallon ulkopuolella, silloin hänen lähettäneiden olentojen on kuuluttava hyvin, erittäin edistyneeseen sivilisaatioon. Jotta voit lähettää niin voimakkaan signaalin, tarvitset vähintään 2,2 gigawatin lähettimen, joka on paljon tehokkaampi kuin mikään maapallon. Esimerkiksi Alaskan HAARP-järjestelmä, joka on yksi maailman tehokkaimmista, väittää kykenevän lähettämään jopa 3 600 kW: n signaalin.
Yksi hypoteesi signaalin voimakkuudelle on, että alun perin heikko signaali parani merkittävästi gravitaatiolinssin vaikutuksella; tämä ei kuitenkaan vielä sulje pois keinotekoisen alkuperän mahdollisuutta. Muut tutkijat ehdottavat säteilylähteen pyörimisen mahdollisuutta, kuten majakka, signaalin taajuuden määräajoin tapahtuvaa muutosta tai yksittäistä signaalia. On myös versio, että signaali on lähetetty liikkuvalta vieraalta avaruusalukselta.
Vuonna 2012, signaalin 35-vuotispäivää varten, Arecibon observatorio lähetti 10 000 koodatun tweetin vastauksen väitetyn lähteen suuntaan. Ei kuitenkaan ole tiedossa, onko kukaan vastaanottanut ne. Tähän asti wow-signaali on edelleen yksi astrofysiikkojen pääsalaisuuksista.
Miksi ihmiset jaetaan vasemmisto- ja oikeakätisille?
Viimeisen 100 vuoden aikana tutkijat ovat tutkineet melko hyvin ongelman, miksi ihmiset käyttävät pääasiassa yhtä kättä ja miksi se on useammin oikea käsi. Oikeanpuoleisille tai vasenkätisille ei kuitenkaan ole olemassa vakio empiiristä testausta, koska tutkijat eivät voi täysin ymmärtää, mitkä mekanismit ovat mukana tässä prosessissa.
Tutkijat ovat erimielisiä siitä, mikä prosenttiosuus ihmiskunnasta on oikeakätistä ja mikä prosenttimäärä on vasenkätistä. Yleensä uskotaan, että suurin osa (70–95%) on oikeakätisiä, vähemmistö (5–30%) vasemmistolaisia, ja myös ihmisiä on rajoittamaton määrä, joilla on täydellinen symmetria. Geenien on osoitettu vaikuttavan vasenkätisyyteen ja oikeakätisyyteen, mutta tarkkaa "vasenkätistä geeniä" ei ole vielä tunnistettu. On näyttöä siitä, että sosiaaliset ja kulttuuriset mekanismit voivat vaikuttaa taipumukseen käyttää oikeaa tai vasenta kättä. Tyypillisin esimerkki tästä on kuinka opettajat kouluttavat lapsia pakottaen heidät vaihtamaan vasemmalta oikealle kirjoittaessaan. Samanaikaisesti totalitaarisissa yhteiskunnissa on vähemmän vasemmistolaisia kuin liberaaleissa yhteiskunnissa.
Meillä on vain yleinen käsitys oikeakätisyyden syistä, ja tutkijoiden on vielä selvitettävä se yksityiskohtaisesti.
Jotkut tutkijat puhuvat "patologisesta" vasenkätisyydestä, joka liittyy aivovaurioon synnytyksen aikana. Ranskalainen kirurgi Paul Broca totesi 1860-luvulla käden toiminnan ja aivojen pallonpuoliskojen välisen suhteen. Hänen teoriansa mukaan aivojen puolikkaat on kytketty kehon puoliskoihin ristikkäin. Mutta tällä hetkellä tiedetään, että nämä yhteydet eivät ole niin yksinkertaisia kuin Broca kuvaili niitä. 1970-luvun tutkimus osoitti, että useimmilla vasemmistolaisilla on sama vasen-aivotoiminta, mikä on tyypillistä kaikille ihmisille. Kuitenkin vain osalla vasenkätisiä on erilaisia poikkeamia normista.
Tutkiessa kädellisten vasemman ja oikean käden ongelmia tutkijat ovat todenneet, että suurin osa tietyn populaation eläimistä on joko vasenkätisiä tai oikeakätisiä. Tällöin yksittäiset apinat kehittävät usein henkilökohtaisia mieltymyksiään. Seurauksena on, että meillä on edelleen vain yleinen käsitys oikeakätisyyden syistä, ja tutkijoiden on ymmärrettävä vain yksityiskohtaisesti kaikki niiden muodostumisen mekanismit.
Kuinka eloton asia elää?
Nykyään tiedemaailmassa vallitsee biologisen evoluution käsite, jonka mukaan ensimmäinen elämä syntyi itsestään epäorgaanisista komponenteista fysikaalisten ja kemiallisten prosessien seurauksena. Abiogeneesin teoria kuvaa, kuinka elävä aine tulee elottomasta aineesta. Siinä on kuitenkin monia ongelmia.
Tiedetään, että elävän aineen pääkomponentit ovat aminohapot. Mutta todennäköisyys, että tietty aminohappo-nukleotidisekvenssi tapahtuu vahingossa, vastaa todennäköisyyttä, että useita tuhansia kirjaimia tyyppityylistä heitetään pilvenpiirtäjän katolta ja taitetaan tietylle Dostojevskin romaanin sivulle. Abiogeneesi klassisessa muodossaan olettaa, että tällainen "fontin pudotus" tapahtui tuhansia kertoja - ts. Niin monta kertaa kuin kesti, kunnes se muodostui vaadittuun sekvenssiin. Nykyaikaisten arvioiden mukaan tämä vie kuitenkin paljon kauemmin kuin koko maailmankaikkeus on olemassa.
Samalla tutkijat jatkavat keinotekoisen elävän solun luomista laboratorio-olosuhteissa. Täydellinen aminohappojen ja nukleotidien sarja ja yksinkertaisin bakteerisolu jakavat edelleen kuilun. Ehkä ensimmäiset elävät solut olivat hyvin erilaisia kuin ne, joita voimme nyt tarkkailla. Lisäksi suuri joukko tutkijoita tukee hypoteesia, jonka mukaan ensimmäiset elävät solut voisivat päästä planeetallemme meteoriittien, komeetojen ja muiden maan ulkopuolella olevien esineiden ansiosta.
Miksi me nukumme?
Nukkumme 36% elämästämme, mutta tutkijat eivät pysty täysin selittämään unen luonnetta. Uni on luontainen ihmisille, koska se on geeneissamme, mutta miksi tämä tila ilmaantui evoluutioprosessissa ja mitkä ovat unen edut, on mysteeri.
Tutkijat ovat jo havainneet, että lihakset kasvavat nopeammin unen aikana, haavat paranevat paremmin ja proteiinien synteesi kiihtyy. Toisin sanoen uni auttaa kehoa täydentämään sitä, mitä se on menettänyt hereillä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että unen aikana aivomme puhdistuvat myrkkyistä ja jos henkilö häiritsee tätä prosessia (toisin sanoen ei nukku), hänellä on lisääntynyt neurologisten häiriöiden riski. Lisäksi aivojen lepovaiheessa solujen väliset yhteydet heikentyvät tai irtoavat - siten vapautamme tilaa uuden tiedon vastaanottamiselle. Aivoissa syntyy uusia synapsia, joten unettomuus uhkaa vähentää kykyä hankkia, käsitellä ja muistaa tietoja.
Unen aikana aivot toistavat usein joitain jaksoja, jotka tapahtuivat meille päivän aikana, ja tutkijoiden mukaan tämä prosessi auttaa vahvistamaan muistomme. Vaikka unelmien sisältö määräytyy todellisten vaikutelmien perusteella, unelmamme tietoisuus on erilainen kuin tietoisuus heräämisen aikana. Unessa meidän käsitys maailmaltamme osoittautuu paljon mielikuvituksellisemmaksi ja tunnepitoisemmaksi. Näemme erilaisia kuvia, olemme huolissamme niistä, mutta emme voi ymmärtää niitä oikein. Tutkijoiden mielestä kaulaaivojen hallitsevat synkronointimekanismit liittyvät enemmän ensimmäiseen signalointijärjestelmään ja tunnepalloon. Mutta mitä ovat unelmat, niihin on edelleen mahdotonta vastata yksiselitteisesti.
Miksi kissat nurisevat?
Kukaan ei tiedä varmasti, miksi kissat nurisevat. Purring eroaa monista muista eläinäänistä siinä, että äänihäiriöitä esiintyy koko hengitysjakson ajan (sekä hengitys että hengitys). Aikaisemmin ajateltiin, että ääni syntyy veren virtauksesta ala-alaisen vena cavan läpi, mutta nyt useimmat tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että kurkunpään, kurkunpään lihakset ja hermooskillaattori ovat mukana äänentuotannon prosessissa.
Kissanpennut oppivat nurisemaan heti, kun ovat parin päivän ikäisiä. Eläinlääkärit olettavat, että heidän nurkkunsa tarkoittaa jotain ihmisen sanoja "äiti", "olen kunnossa" tai "olen täällä". Nämä äänet auttavat vahvistamaan kissanpennun ja hänen äitinsä välistä yhteyttä.
Mutta kun kissanpentu kasvaa, se myös jatkaa nuristumistaan, ja monet tutkijat ovat vakuuttuneita siitä, että aikuisuudessa tämä ääni liittyy iloon ja iloon. Joskus kissat nurisevat loukkaantuneina tai sairaina. Dr. Elisabeth von Muggenthaler ehdottaa, että sen aiheuttama huuhtelu ja matalataajuiset värähtelyt ovat "luonnollinen itseparannusmekanismi", joka vahvistaa, parantaa haavoja ja lievittää kipua.
Kotikissien ääniominaisuus ei ole ainutlaatuinen. Myös muut kissat, kuten ilveset, gepardit ja puumat, nurisevat. Vaikka jotkut isot kissat (leijonat, leopardit, jaguaarit, tiikerit, lumileopardit ja pilviset leopardit) eivät voi tehdä tätä.