Betydningen av livet-og 27 andre store ubesvarte spørsmål i vitenskapen

Det siste århundret-bare det siste tiåret, til og med har sett forbløffende sprang fremover innen vitenskap og teknologi, ettersom vi har fått en bedre forståelse av vår verden og hvordan den fungerer. Men mens vitenskapen har svarene på spørsmål våre forfedre aldri ville trodd at vi ville finne ut, er det fortsatt mange enorme spørsmål som ennå ikke har blitt tilfredsstillende svar.

Disse spenner fra det filosofiske til det praktiske, fra totale mysterier til spørsmål vi har kommet i nærheten av å svare, men er ikke helt der. Les videre for å oppdage hva de er. Og for å lese mer om mer romrelaterte conundrums, sjekk ut 21 mysterier om plass ingen kan forklare.

1 Hvordan begynte livet?

Ikke misforstå oss her-evolusjonære biologer har en ganske god ide om hvordan visse organismer utviklet seg til andre, men de vet fremdeles ikke hva som sparket det hele. Hvordan kom vi oss fra "primordial suppe" av byggesteinene til dannelsen av selvrepliserende celler?

Den ledende teorien de siste 50 årene har vært at en elektrisk utslipp førte til kjemiske reaksjoner som skapte de første aminosyrene, men forskere er ikke alle enige. Noen tror den forårsakende faktoren var vulkansk handling og andre tror det kan ha vært meteoritter som brakte livet til oss. 

2 Hvorfor drømmer vi?

"Hvorfor?"Kan være det vanskeligste spørsmålet for vitenskapen å svare på. Mennesker drømmer absolutt, noe som fremgår av avansert teknologi for hjerneavbildning, men hvilket formål tjener det? Hvorfor fortsetter nevronene våre å skyte selv når kroppen vår og bevisste sinnet er i ro?

Kognitive forskere teoretiserer at hukommelse, læring og følelser kan være knyttet til vår evne til å drømme, men så langt har de ikke funnet noen avgjørende lenker som vil forklare de rare små filmene våre hjerner spiller for oss mens vi sover. Og hvis du alltid har lurt på hva de rare drømmene du fortsetter, kan du sjekke ut 50 hemmeligheter drømmene dine prøver å fortelle deg.

3 er det et mønster bak primtall?

I tilfelle du har glemt siden din siste matematikklasse, er primtall de som bare er delbare av seg selv og 1. Eksempler inkluderer tallene 3 og 7 og 3.169. Tenk på dem som byggesteinene, siden de ikke er reduserbare for mindre faktorer. Denne egenskapen lar dem fungere som krypteringsnøkler for digital sikkerhet, men det betyr også at matematikere ikke har vært i stand til å skille et mønster som tallene er prime, et problem kjent som Riemann -hypotesen.

Teller opp fra 1, kan du ha tre primtall på rad, men går deretter førti eller flere tall uten å finne en annen prim. Å låse opp dette puslespillet kan ha konsekvenser for et samfunn som vårt hvis kommunikasjonsnettverk er helt bygget på tall. Og hvis du ikke helt husker hva et primtall er, og du vil se om du fremdeles kan få en bestått karakter, kan du sjekke ut 30 spørsmål du trenger for å passere matematikk i 6. klasse.

4 Hva er kur mot kreft?

Dessverre vil vi aldri kunne finne en eneste kur mot kreft fordi begrepet "kreft" faktisk gjelder en hel samling av sykdommer som er kodet i genene våre. Akkurat som vi aldri vil tørke alle bakterier fra jorden, kan vi ikke lage en pille eller skudd som vil kurere alle typer kreft.

Men når vi stadig blir bedre og bedre på både forebygging og behandling, vil vi bedre forstå faktorene som er innenfor vår kontroll og lære å unngå dem. For å finne ut mer om hva kreft gjør med kroppen, kan du sjekke ut 23 kreftvarseltegn som gjemmer seg i vanlig syn.

5 Kan vi reise gjennom tiden?

Vi reiser selvfølgelig fremover gjennom tid på en vanlig, og Einsteins teori om spesiell relativitet utgjør at tiden kan komprimeres slik at en person som går raskt nok kan være i stand til å reise langt inn i fremtiden. Ved å bruke konsepter som ormehull har noen fysikere til og med antydet at det kan være mulig å besøke fortiden. Men hvis det var tilfelle, ville ikke folk fra fremtiden kunne leve blant oss i dag?

Vi vet ikke, og disse hypotesene er bare ikke testbare under kjente forhold i dag. Når vi utvider vår evne til å se gjennom og reise i verdensrommet, kan vi lære mer og bedre forstå hva som er mulig.

6 er vårt univers den eneste?

I likhet med tidsreiser er interdimensjonal reiser et annet elsket sci-fi-konsept som ser ut til å tilby ubegrenset potensial. Er det faktisk parallelle universer der ute, sameksisterende med våre egne? Den "mange verdener" -tolkningen av kvantefysikk tror absolutt det.

I følge denne teorien er alle mulige historier og futures ekte. Virkeligheten er som et tre med uendelige grener, og vi får bare reise ned en. Dessverre virker det veldig usannsynlig at vi kan lage en maskin som vil transportere oss til universet av for eksempel å snakke bananer.

7 Hva er bevisstheten?

Begrepet bevissthet eksisterer i det grå området der vitenskapen møter filosofi. Hva er denne kvaliteten som du og jeg har som gjør oss oppmerksom på oss selv, som lar oss tenke og håpe og skape? AE0FCC31AE342FD3A1346EBB1F342FCB

Hvis vi kunne kjøre en elektrisk strøm gjennom en demontert hjerne slik at den så ut til å fungere akkurat som hjernen i en levende persons hode, kan vi si at hjernen også er bevisst? At det ikke ser ut til å være noen universell måte å oppdage eller måle bevissthet, er det som gjør det så frustrerende unnvikende. Vi kan ikke helt forstå det som lar oss forstå verden. Og for noen forbløffende sannheter vi vet, se disse 100 fantastiske fakta om alt. 

8 Hvor er all antimaterialet?

Antimatter er et hardt konsept for å pakke hodet rundt-det er laget av atomer med de motsatte elektriske ladningene for tilsvarende materie. Hver gang forskere har vært i stand til å skape (bittesmå) mengder antimaterie i et laboratorium, skaper de også samme mengde materie, og de to stoffene avbryter raskt hverandre i et energiutbrudd.

Det som er så forvirrende med disse eksperimentene er at forskere utfører dem i et forsøk på å forstå det store smellet, som antas å ha skapt all saken i universet. Imidlertid, hvis det å skape materie betyr å skape en like stor mengde antimateri samtidig, hvorfor gjør vårt univers-full av materie som det er eksisterende i det hele tatt? Hvor gikk alt det antimaterialet, og hvorfor avlyst det ikke saken?

9 Hvorfor er universet så tungt?

Når astrofysikere setter seg ned for å beregne en bred formel for å beskrive hvordan universet oppfører seg, kan de gjøre en rimelig nøyaktig jobb ... hvis de antar at det er en enorm mengde masse der ute som vi ikke kan oppdage ennå.

Disse usettede tingene, eller "mørke materie", utgjør omtrent 95% av massen i universet, og likevel vet vi ikke hva det er, hvor det er, eller hvorfor vi ikke kan observere det. Astronomer har til og med kommet over bevis på "mørk energi" som presser universet til å utvide.

10 Kan vi lage energi på samme måte som solen gjør?

Ikke alle vitenskapens mysterier er like abstrakte som mørk materie; Noen er like praktiske som å finne en måte å produsere strøm. Siden vi vet at fossilt brensel er begrenset, må vi finne en fornybar og ren måte å produsere energi.

Vi vet hvordan stjerner gjør det-ved å splitte fra hverandre eller smelte sammen molekyler-men vi har ennå ikke funnet en måte å trygt reprodusere det i en menneskelig skala. Hvis vi kan finne en måte å skape energi ved å dele ut vann i hydrogen og oksygen, kan vi ha funnet den hellige gral av fornybar energi.

11 Hvordan lever vi med bakterier?

Utviklingen av antibiotika er muligens den viktigste oppdagelsen i moderne medisin, siden det ikke bare kurerer noen sykdommer direkte, men også gjør skader og operasjoner uendelig mer overlevende.

Overforbruk av antibiotika har imidlertid fått noen bakterier til å utvikle seg til former som våre medikamenter ikke kan slå. Hvordan vi overvinner dette problemet uten å gå inn i et slags våpenløp med bakterier eller drepe de gode bakteriene vi trenger for å leve, vil kreve fortsatt studie av bakteriell DNA. Bemerkelsesverdig oppdager vi fortsatt nye bakterier på så uutforskede steder som Deep Ocean Gulv.

12 er havet den virkelige endelige grensen?

Når vi snakker om det dype havet, anslår marine biologer at vi bare har utforsket omtrent 5% av bunnen av havet. Flere steder er gulvet så dypt og vannet over det så tungt at vi må sende ubemannede sonder for å ta bilder og prøver for oss å studere.

Organismene som vi har funnet så langt, er, i vitenskapelige termer, bare rare. Det er rørorm som lever på svovelventiler og fisk med gjennomsiktige hoder og et stoff som kan bidra til å behandle Alzheimers sykdom. Hva annet har vi ikke funnet ennå? Se hva annet du ikke vet om havet, og sjekk ut 30 fakta om verdens hav som vil blåse tankene dine.

13 Må vi dø?

Vi lever allerede mye lengre og sunnere liv enn våre forfedre gjorde, så er det en grense for hvor lenge vitenskap kan forlenge et menneskeliv? Å forsinke døden og forhindre den helt er to veldig forskjellige ting, men vår økende forståelse av aldring, sykdommer og vårt eget DNA skyver den øvre grensen i vår levetid. Forskere har allerede funnet måter å reversere aldring i individuelle celler, men de er fremdeles langt fra å oversette den forskningen til en brukbar medisinsk prosedyre.

14 Hvor raskt og små kan datamaskiner være?

Sammenligning av de romstore, punch-kortdatamaskinene på 1960-tallet med telefonene vi nå har i lommene våre er nesten komisk. For programmererne for 50 år siden, vil en smarttelefon virke som den mest utlandske science-fiction. Skal denne trenden fortsette? Vil datamaskiner bli uendelig mindre og kraftigere?

Selv om transistorer blir raskere når de krymper, nærmer vi oss grensen som trengs for å overføre strøm. Imidlertid, hvis dataforskere kan lage brikker som kommuniserer med lett energi i stedet for elektrisk energi, vil den grensen visne bort.

15 vil kunstig intelligens skje?

Vi har selvfølgelig maskiner nå som kan kalles "roboter"-de gjør ting som å bygge bilene våre og pakke godteriet vårt. Når de fleste snakker om roboter, viser de imidlertid til maskiner med kunstig intelligens.

Underholdende har forskere sagt at AI-teknologi sannsynligvis er omtrent 15-20 år i fremtiden siden 1960-tallet. Et problem er hvordan du kan definere suksess-er det å simulere menneskelig atferd eller forbedre menneskelige ferdigheter som mønstergjenkjenning? Ta med det tornete temaet bevissthet, og det er fortsatt flere spørsmål enn svar når det gjelder menneskelignende AI. Å finne ut hva annen Ting eksperter sier at vi ikke vil se, sjekk ut 20 langvarige teknologier som aldri kommer til å skje.

16 Hvor stor vil befolkningen bli?

Fra 1987 var det 5 milliarder mennesker på planeten. Vi passerte 6 milliarder i 1999 og 7 milliarder i 2011, og de beste estimatene viser at vi passerer 8 milliarder innen 2023. Så ... er det en grense?

De fleste forskere påpeker at det er, men de er forskjellige når det gjelder hva den grensen er og hvor snart vi kommer til det. Det er forventet at utilstrekkelige ressurser vil bremse befolkningsveksten etter 2037, men hvordan akkurat det vil se ut er oppe til debatt. Mat, rent vann og drivstoff er begrensende faktorer, så hvor stor en befolkning kan planeten vår støtte for enhver vedvarende tid? Hvis du vil vite hva vi skal forberede oss til, sjekk ut 30 ting forskere sier vil skje hvis befolkningen fortsetter å utvide.

17 Vil vi noen gang vite alt?

Dette spørsmålet kommer til hjertet av den vitenskapelige metoden: å observere et fenomen, skape en modell eller en fortelling som beskriver fenomenet, og bruker den modellen til å gjøre spådommer. Imidlertid har vitenskapen om de siste århundrene overgått det vi kan observere med det blotte øye, så nye funn har vært avhengig av stadig mer komplisert teknologi. Verktøyene vi har er ufullkomne og derfor begrensede, så hvor mye kan vi virkelig vite? Vi kan aldri være i stand til å lage en modell som beskriver alt, men hvor nær vi kan komme?

18 Hvor stort er universet?

Akkurat nå kan vi bruke teleskoper av forskjellige slag for å "se" omtrent 46.5 milliarder lysår i alle retninger. Imidlertid tror ingen vitenskapsmann. Hvor langt strekker det seg?

Hvis universet er flatt, kan det teoretisk sett være uendelig. Hvis den har noen kurve for den, selv om det er mindre enn instrumentene våre kan oppdage, kan det være formen på en sfære og derfor begrenset. Etter hvert som teknologien vår forbedres, vil vi sannsynligvis kunne se lenger, men vi vet kanskje aldri med sikkerhet hvor det ender.

19 Hva skjedde før Big Bang?

Mens ordet "smell" bringer en eksplosjon, blir Big Bang bedre beskrevet som øyeblikket som rommet i seg selv begynte å utvide og fysikk slik vi kjenner det begynte. Problemet er at vi trenger fysikk i seg selv for å beskrive universet, så å spørre hvordan universet var før fysikk er som å spørre hvordan det er sør for Sydpolen.

Det er mulig at kvantemekanikk kan beskrive universet før Big Bang, men vi vet ikke med sikkerhet at disse lovene var på plass før fysikkens lover.

20 Kan vi laste ned hjernen vår til datamaskiner?

Dette er ett spørsmål som forskere håper å få svar i løpet av de neste tiårene. Når datamaskiner øker i hastighet og kompleksitet, kommer vi nær dagen når kunstig teknologi kan tilnærme kraften i den menneskelige hjernen.

Selvfølgelig er det noen betydelige hinder: Superdatamaskiner kan ikke kjøre flere samtidige beregninger, og mengden minne som er nødvendig for riktig behandlingshastighet vil være enorm. I tillegg, mens vår evne til å kartlegge hjernen ned til synapsen har blitt bedre, er vi fremdeles år borte fra å kunne kopiere og lime inn et menneskesinn.

21 Hvor smart kan en person være?

Før noen kan svare på dette spørsmålet, må de avgjøre en definisjon av intelligens. Er det bare IQ? Hukommelse? Muligheten til å gjøre flere komplekse oppgaver samtidig? Muligheten til å skape?

Hvis du velger IQ, siden den tilbyr en håndgripelig beregning, må du være klar over at det er en metode for sammenligning, så den høyeste "mulige" IQ er bare like høy som verdens nåværende smarteste menneske. Husk også at IQ -er kan endre seg og kan påvirkes av kulturelle faktorer. Kanskje spørsmålet vi bør stille i stedet er: "Hva betyr det å være smart?""

22 Vil vi noen gang kunne forutsi økonomiske krasjer?

Økonomi er også en vitenskap, selv om spådommene ennå ikke har vist seg verdifulle i makroskala. I kjølvannet av finanskrisen i 2008 spurte mange mennesker: "Hvordan så ingen dette komme?""  

Sannheten er selvfølgelig at noen få økonomer gjorde det, men disse menneskene er ikke nødvendigvis sjeldne genier i feltdataene og modellene for prediksjon.

Økonomi omfatter så mange variabler, både matematiske og psykologiske, at det er like vanskelig å gjette hva hele økonomiske systemer vil gjøre som det er å gjette alle valgene en enkelt person vil ta i løpet av livet. Beregningene våre kan forbedre seg etter hvert som vi samler mer data, men skjæringspunktet mellom vitenskapelige begrensninger med menneskelig uforutsigbarhet betyr sannsynligvis at vi aldri vil ha en modell for økonomien som vi gjør for, for eksempel, replikering av en celle.

23 Det som gjør oss menneskelige?

Vi vet instinktivt om en organisme eller maskin er menneskelig eller ikke. Dyr som papegøyer og delfiner kan ha noe som nærmer seg menneskelig intelligens, men få vil hevde at alene gjør dem til menneskelige. Folk vil heller ikke si at sjimpanser, våre nærmeste slektninger som vi deler 96% av vårt genetiske materiale, er helt likeverdige med mennesker.

Hvor er skillelinjen? Ville vi vite det hvis vi så det? Er mulig mulig utenfor Homo sapiens sapiens? Vi har ingen definitive test som kan gi et ja eller nei svar.

24 er det natur eller pleie?

Bare fordi dette spørsmålet er en gammel, betyr ikke det at det fortsatt ikke er relevant. Vi forstår genetikk bedre enn vi noen gang har gjort, men hvor mye av hvem vi er kommer fra vårt DNA og hvor mye kommer fra miljøet vi ble oppdratt i?

Etiske hensyn begrenser forskere når det. Som alltid er det imidlertid fortjeneste i å forstå så mye vi kan.

25 er det en enhetlig teori om fysikk?

Fysikken du sannsynligvis er kjent med, i det minste i veldig grunnleggende vilkår, er den du lærer i videregående skole, hastighet, tyngdekraft osv. Einstein tok denne grenen av fysikk til det ekstreme og brukte generell relativitet for å beskrive både rom og tid. Imidlertid, når du prøver å beskrive hvordan de aller minste subatomiske partikler oppfører seg, trenger du kvantemekanikk.

Problemet kommer når du prøver å bruke kvantemekanikk for å beskrive galakser eller generell relativitet for å beskrive atomer; Det vi observerer bare ikke stemmer overens med hva disse teoriene sier skal skje. Når fysikere nevner en "enhetlig teori", er det dette de snakker om-en måte å knytte generell relativitet til kvantemekanikk som gir mening for begge. For tips og triks for hvordan du kan leve et lykkelig liv, sjekk ut hvordan du kan være lykkelig, ifølge Albert Einstein.

26 Hva skjer inne i et svart hull?

Svarte hull er der generell relativitet og kvantemekanikk møtes. Når en massiv stjerne dør, kollapser den på seg selv, og blir så liten og tett at den danner en singularitet. Tyngdekraften rundt noe som er tungt er så sterkt at ikke engang lys kan slippe unna, og gir sorte hull navnet deres.

Generell relativitet beskriver hva vi kan observere av sorte hull, men for å forstå hva som skjer i hendelseshorisontene deres, trenger vi sannsynligvis kvantemekanikk. Dessverre, siden vi ennå ikke kan "oversette" disse begrepene mellom de to fysikktypene, er det vanskelig å til og med danne en solid teori om hva vi ennå ikke kan oppdage.

27 er vi alene i universet?

"Plassen er stor," skrev romanforfatter Douglas Adams. "Veldig stor. Du vil bare ikke tro hvor enormt, enormt, overveldende stort det er.""  

Hvordan kan vi virkelig si at det ikke er noe annet liv der ute når vi bare har utforsket den minste brøkdelen av det? Vi vet at noen andre planeter eller måner inneholder oksygen og flytende vann. Vi har til og med hørt noen signaler fra rekkevidden til dyp plass som forskere ikke har vært i stand til å forklare.

Så langt har vi ikke kommet over noen definitive bevis på livsinnlyste encellede organismer som utvikler andre steder enn jorden, men det ville være høyden på hubris å erklære at det betyr at vi aldri vil. Hvis du vil lære om de vanvittige livene til de som utforsker rom, kan du sjekke ut 27 sinnssyke ting astronauter må gjøre.

For å oppdage mer fantastiske hemmeligheter om å leve ditt beste liv, klikk her for å registrere deg for vårt gratis daglige nyhetsbrev!