7 rzeczy, których nauka nie potrafi wyjaśnić

Nauka pojawiła się, aby odpowiedzieć na pytania ludzi. Wydaje się, że większość złożonych zjawisk była badana wzdłuż i wszerz, a „bardzo mało” pozostaje - aby zrozumieć naturę ciemnej materii, poradzić sobie z problemem grawitacji kwantowej, rozwiązać problem wymiaru czasoprzestrzennego, zrozumieć, czym jest ciemna energia ). Wydaje się jednak, że nadal pozostają prostsze zjawiska, których naukowcy nie są w stanie wyjaśnić do końca.

Czym jest szkło?

Laureat Nagrody Nobla Warren Anderson powiedział kiedyś: „Najgłębszy i najciekawszy z nierozwiązanych problemów w teorii ciała stałego leży w naturze szkła”. I chociaż szkło jest znane ludzkości, nie jest to pierwsze tysiąclecie, co jest powodem jego wyjątkowych właściwości mechanicznych, naukowcy wciąż nie rozumieją. Z lekcji w szkole pamiętamy, że szkło jest płynne, ale czy tak? Naukowcy nie wiedzą dokładnie, jaka jest natura przejścia między fazą ciekłą lub stałą i szklistą, a które procesy fizyczne prowadzą do podstawowych właściwości szkła.

Proces formowania szkła nie może być wyjaśniony za pomocą żadnego z obecnych narzędzi w fizyce ciała stałego, teorii wielu cząstek lub teorii cieczy. W skrócie, płynne stopione szkło stopniowo staje się coraz bardziej lepkie, gdy ochładza się, aż stanie się twarde. Podczas tworzenia krystalicznych ciał stałych, takich jak grafit, atomy w jednym czasie tworzą zwykłe struktury okresowe.

Szkło zachowuje się w taki sposób, że nie jest jeszcze możliwe opisanie go przez równowagę mechaniki statystycznej.

Tarun Chitra, badacz dynamiki molekularnej, wyjaśnia organizację cząsteczek w różnych substancjach na przykładzie tańca. Idealna bryła jest jak powolny taniec, kiedy dwóch partnerów wraz z innymi parami porusza się wokół swojej pozycji wyjściowej na parkiecie. Idealny płyn jest jak impreza randkowa, kiedy wszyscy próbują tańczyć ze wszystkimi w pokoju. (ta właściwość nazywa się ergodyczność), podczas gdy średnie tempo, z jakim wszyscy tańczą, jest prawie takie samo. Szkło według tej analogii jest podobne do tańca, kiedy grupa ludzi jest podzielona na mniejsze podgrupy, a każda z nich obraca się we własnym okrągłym tańcu. Możesz zmieniać partnerów ze swojego kręgu, a ten taniec odbywa się na zawsze.

Szkło zachowuje się w taki sposób, że nadal nie można go opisać za pomocą mechaniki statystycznej równowagi. W szczególności subeksponencjalne autokorelacje i funkcję korelacji krzyżowej szkła można uzyskać za pomocą nieskończonej liczby procesów losowych. Do pewnego momentu system działa mniej lub bardziej jasno i przewidywalnie, ale jeśli obejrzysz go wystarczająco długo, zaczniesz widzieć, jak niektóre funkcje są lepiej opisane przez teorię prawdopodobieństwa i procesy losowe.

Jak działa placebo?

O placebo lub substancjach, które nie mają oczywistych właściwości leczniczych, ale mają pozytywny wpływ na organizm, od dawna wiadomo. Efekt placebo opiera się na wpływie psycho-emocjonalnym. Jednak naukowcy wielokrotnie dowodzili, że placebo, które nie zawiera substancji czynnych, może stymulować prawdziwe reakcje fizjologiczne, w tym zmiany częstości akcji serca i ciśnienia krwi, a także aktywność chemiczną w mózgu. Placebo pomaga również w łagodzeniu bólu, depresji, lęku, zmęczenia, a nawet niektórych objawów choroby Parkinsona.

To, jak nasza psychika może wpływać na zdrowie, nie jest jeszcze do końca jasne, a naukowcy nie mogą ujawnić mechanizmów leżących u podstaw fizjologicznych odpowiedzi na placebo. Jest oczywiste, że w efekcie tkanych jest wiele różnych aspektów, a leki na smoczek nie wpływają na źródło ani przyczynę choroby. Ustalono eksperymentalnie, że odpowiedź organizmu zależy od metody dostarczania placebo.(przy przyjmowaniu tabletek lub zastrzyków). Również placebo daje tylko oczekiwany, znany z góry efekt terapeutyczny. A im wyższe oczekiwania - tym silniejszy efekt placebo. Ponadto wiadomo, że można go wzmocnić aktywnymi werbalnymi efektami dla pacjenta. Działanie placebo to nie wszystko. Częściej placebo działa na ekstrawertyków, ludzi o wysokim poziomie lęku, podejrzliwości, zwątpieniu w siebie.

W październiku 2013 r. Opublikowano badanie wykazujące, że efekt placebo jest związany ze wzrostem aktywności alfa w mózgu. Fale alfa występują w stanie relaksu, który wygląda jak lekki trans lub medytacja - czyli w najbardziej inspirowanym stanie. Efekt placebo ma znaczący wpływ na ludzki układ nerwowy w rdzeniu kręgowym. Ale do tej pory nikt nie mógł szczegółowo opisać mechanizmu jego oddziaływania.

Co oznacza sygnał wow z dalekiej przestrzeni?

15 sierpnia 1977 r. Miało miejsce jedno z najbardziej tajemniczych wydarzeń w historii eksploracji kosmosu. Dr Jerry Eyman, pracując nad radioteleskopem Big Ear w ramach projektu SETI, zarejestrował silny wąskopasmowy kosmiczny sygnał radiowy. Jego charakterystyka (pasmo transmisji, stosunek sygnału do szumu) odpowiadała oczekiwaniom wynikającym z sygnału pochodzenia pozaziemskiego. Uderzony tym Ayman przewinął odpowiednie znaki na wydruku i podpisał „Wow!” Na marginesie. Podpis ten dał nazwę sygnału.

Sygnał pochodził z nieba w gwiazdozbiorze Strzelca, około 2,5 stopnia na południe od grupy gwiazd Xi. Jednak po latach oczekiwania na powtórzenie czegoś takiego nic się nie stało.

← Ten wow-sound

Naukowcy twierdzą, że jeśli sygnał był pochodzenia pozaziemskiego, stworzenia, które go wysłały, powinny należeć do bardzo, bardzo zaawansowanej cywilizacji. Do wysłania tak potężnego sygnału potrzebny jest co najmniej 2,2-gigawatowy nadajnik, który jest o wiele potężniejszy niż jakikolwiek ziemski. Na przykład HAARP na Alasce, jeden z najpotężniejszych na świecie, jest prawdopodobnie zdolny do przesyłania sygnału do 3600 kW.

Jako jedna z hipotez wyjaśniających moc sygnału przyjmuje się, że początkowo słaby sygnał został znacznie wzmocniony przez działanie soczewki grawitacyjnej; to jednak nadal nie wyklucza możliwości jego sztucznego pochodzenia. Inni badacze sugerują możliwość obracania źródła promieniowania, takiego jak latarnia, okresowej zmiany częstotliwości sygnału lub jego częstotliwości. Istnieje również wersja, w której sygnał został wysłany z poruszającego się obcego statku kosmicznego.

W 2012 r. Do 35. rocznicy wysłania sygnału Obserwatorium Arecibo wysłało odpowiedź z 10 000 zakodowanych tweetów w kierunku zamierzonego źródła. Jednak to, czy ktoś je otrzymał, jest nieznane. Do tej pory sygnał wow pozostaje jedną z głównych tajemnic astrofizyków.

Dlaczego ludzie dzielą się na leworęcznych i praworęcznych?

W ciągu ostatnich 100 lat naukowcy dobrze zbadali problem, dlaczego ludzie najczęściej używają jednej ręki i dlaczego częściej jest to tylko prawa ręka. Nie ma jednak standardowych testów empirycznych dla praworęcznych lub leworęcznych, ponieważ naukowcy nie są w stanie w pełni zrozumieć, które mechanizmy są zaangażowane w ten proces.

Naukowcy nie zgadzają się, jaki procent ludzkości jest praworęczny, a który leworęczny. Ogólnie uważa się, że najbardziej (od 70% do 95%) - prawo, mniejszość (od 5% do 30%) - leworęczni, jest też nieokreślona liczba osób o zaobserwowanej pełnej symetrii. Udowodniono, że na lewicę i praworęczność wpływają geny, ale dokładny „leworęczny gen” nie został jeszcze zidentyfikowany. Istnieją dowody na to, że mechanizmy społeczne i kulturowe mogą wpływać na skłonność do używania prawej lub lewej ręki. Najbardziej charakterystycznym przykładem jest to, w jaki sposób nauczyciele przekwalifikowali dzieci, zmuszając je do zmiany lewej ręki na prawą podczas pisania. Jednocześnie w tej chwili więcej społeczeństw totalitarnych ma mniej leworęcznych niż bardziej liberalne społeczeństwa.

Mamy tylko ogólne pojęcie o przyczynach praworęczności, a naukowcy muszą jeszcze dokładnie wszystko zrozumieć.

Niektórzy badacze mówią o „patologicznej” leworęczności związanej z urazami mózgu podczas porodu. W latach 60. XIX wieku francuski chirurg Paul Broca zauważył związek między aktywnością rąk a półkulami mózgu. Zgodnie z jego teorią połówki mózgu są połączone poprzecznie z połówkami ciała. Ale obecnie wiadomo, że te połączenia nie są tak proste, jak je opisał Brock. Badania przeprowadzone w latach 70. pokazały, że większość leworęcznych ma taką samą lewą aktywność półkulową typową dla wszystkich ludzi. Jednak tylko część leworęcznych ma różne odchylenia od normy.

Badając problemy leworęczności naczelnych i praworęczności, naukowcy odkryli, że większość zwierząt w oddzielnej populacji to osoby leworęczne lub praworęczne. Jednocześnie pojedyncze małpy często rozwijają swoje indywidualne preferencje. W rezultacie wciąż mamy tylko ogólne pojęcie o przyczynach praworęczności, a naukowcy muszą jedynie szczegółowo wyjaśnić wszystkie mechanizmy ich formowania.

Jak martwa materia żyje?

W dzisiejszym świecie naukowym przeważa koncepcja ewolucji biologicznej, zgodnie z którą pierwsze życie powstało z samych składników nieorganicznych w wyniku procesów fizycznych i chemicznych. Teoria abiogenezy opisuje, jak żywa materia pochodzi z materii nieożywionej. Istnieje jednak wiele problemów.

Wiadomo, że głównymi składnikami żywej materii są aminokwasy. Ale prawdopodobieństwo przypadkowego wystąpienia określonej sekwencji nukleotydowej aminokwasu odpowiada prawdopodobieństwu, że kilka tysięcy liter z typowej czcionki typograficznej zostanie zrzucone z dachu wieżowca i utworzy pewną stronę powieści Dostojewskiego. Abiogeneza w swojej klasycznej formie zakłada, że ​​taka „kropla” pojawiła się tysiące razy - czyli tak długo, jak długo trwała, aż uformowała się w wymaganą sekwencję. Jednak według współczesnych obliczeń zajmie to znacznie więcej czasu niż cały Wszechświat.

Jednocześnie naukowcy nadal próbują stworzyć sztuczną żywą komórkę w laboratorium. Kompletny zestaw aminokwasów i nukleotydów oraz najprostsza komórka bakteryjna wciąż dzieli przepaść. Być może pierwsze żywe komórki bardzo różniły się od tych, które możemy obserwować teraz. Ponadto duża liczba naukowców popiera hipotezę, że pierwsze żywe komórki mogą dostać się na naszą planetę dzięki meteorytom, kometom i innym przedmiotom pozaziemskim.

Dlaczego śpimy?

Śpimy 36% naszego życia, ale naukowcy nie mogą w pełni wyjaśnić natury snu. Ludzie charakteryzują się snem, ponieważ jest on osadzony w naszych genach, ale dlaczego ten stan pojawił się w procesie ewolucji i jakie są zalety snu, jest tajemnicą.

Naukowcy odkryli już, że podczas snu mięśnie rosną szybciej, rany goją się lepiej, a synteza białek jest przyspieszona. Innymi słowy, sen pomaga ciału uzupełnić to, co stracił podczas przebudzenia. Ostatnie badania wykazały, że podczas snu nasze mózgi są oczyszczane z toksyn, a jeśli osoba przeszkadza w tym procesie (innymi słowy, nie śpi), zwiększa ryzyko zaburzeń neurologicznych. Ponadto, w pozostałej części komunikacja między komórkami jest osłabiona lub rozłączona w mózgu - w ten sposób robimy miejsce na nowe informacje. Nowe synapsy są generowane w mózgu, więc brak snu grozi zmniejszeniem zdolności do pozyskiwania, przetwarzania i przywoływania informacji.

Podczas snu mózg często traci część epizodów, które miały miejsce w ciągu dnia, a według naukowców proces ten pomaga wzmocnić naszą pamięć. Chociaż treść snów jest określona przez prawdziwe wrażenia, nasza świadomość we śnie różni się od naszej świadomości w okresie przebudzenia. We śnie nasz światopogląd jest bardziej wyobraźni i emocjonalny. Widzimy różne zdjęcia, martwimy się o nie, ale nie możemy ich właściwie zrozumieć. Naukowcy uważają, że mechanizmy synchronizujące przeważające w sennym mózgu, w większym stopniu związane są z pierwszym systemem sygnałowym i sferą emocjonalną. Ale jakie są marzenia, na które nie można jeszcze jasno odpowiedzieć.

Dlaczego koty mruczą?

Nikt nie wie na pewno, dlaczego koty mruczą. Mruczenie różni się od wielu innych dźwięków wydawanych przez zwierzęta, ponieważ wokalizacja występuje przez cały cykl oddechowy. (i wdychaj i wydychaj). Kiedyś sądzono, że dźwięk jest wytwarzany z powodu przepływu krwi przechodzącej przez dolną żyłę główną, ale obecnie większość naukowców zgadza się, że krtań, mięśnie krtani i oscylator nerwowy biorą udział w procesie wydobywania dźwięku.

Kocięta uczą się mruczeć, gdy mają kilka dni. Weterynarze sugerują, że ich mruczenie oznacza coś w rodzaju ludzkich słów „matka”, „czuję się dobrze” lub „jestem tutaj”. Dźwięki te pomagają wzmocnić więzi między kotkiem a jego matką.

← Cat Purr

Ale kiedy kociak dorasta, nadal mruczy, a wielu badaczy jest przekonanych, że w dorosłości ten dźwięk wiąże się z przyjemnością i radością. Czasami koty mruczą, gdy są ranne lub chore. Dr Elizabeth von Muggenthaler sugeruje, że wibracje mruczenia i niskiej częstotliwości, które wytwarza, są „naturalnymi mechanizmami samoleczenia” i wzmacniają, leczą rany i łagodzą ból.

Funkcja głosowa kotów domowych nie jest wyjątkowa. Mruczą także inne gatunki z rodziny kotów, takie jak rysie, gepardy i pumy. Chociaż niektóre duże koty (lwy, lamparty, jaguary, tygrysy, lamparty śnieżne i dymiące lamparty) nie wiedzą jak.

Zdjęcia: yellowpaul - stock.adobe.com, Hayati Kayhan - stock.adobe.com, Roman Sigaev - stock.adobe.com, Nino Cavalier - stock.adobe.com, Lili - stock.adobe.com

Materiał został po raz pierwszy opublikowany w Look at Me