عجیب‌ترین داستان‌های علمی سال گذشته

برخی از دانشمندان روی مقابله با تغییرات آب و هوایی یا درمان سرطان کار می‌کنند، اما برخی دیگر بیشتر بر این تمرکز دارند که بفهمند آیا سفر در زمان واقعاً ممکن است یا خیر.

این گزارش به بیان جایی که «عشق» در بدن احساس می‌شود، ارزش علمی توده‌های غول پیکر مدفوع پرندگان و صحبت با نهنگ‌ها به عنوان تمرینی برای برقراری ارتباط با بیگانگان و فرازمینی‌ها می‌پردازد.

در اینجا ۱۰ مورد از عجیب‌ترین داستان‌های علمی سال گذشته را مرور می‌کنیم.

رایانه‌های مغزی

هیچ چیز مانند آزمایش بر روی مغز انسان در یک ظرف شیشه‌ای دیوانه‌وار نیست. این در حالی است که پژوهشگران در سال گذشته به طرز عجیب و نگران کننده‌ای به این مورد نزدیک شدند.

یک شرکت استرالیایی به نام کورتیکال لبز(Cortical Labs) بافت مغز انسان را از سلول‌های بنیادی رشد داده است و آنها را به تراشه‌های رایانه‌ای متصل می‌کند، نورون‌ها را در شبیه‌سازی‌ها رشد می‌دهد و به آنها انجام وظایف محاسباتی و حتی انجام بازی مشهوری به نام پونگ(Pong) را آموزش می‌دهد.

گروه دیگری با رشد و توسعه ارگانوئیدهای مغز موسوم به «Brainoware» که به معنای واقعی کلمه مغزهای سه بعدی کوچک هستند، به آنها یاد دادند که صداها را تشخیص و محاسبات ریاضی را انجام دهند.

در پژوهش دیگری که اواخر سال گذشته منتشر شد، گروهی از پژوهشگران دانشگاه «ویسکانسین مدیسن» اولین بافت کاربردی مغز انسان را با فناوری چاپ سه‌بعدی برای بررسی عملکرد مغز و بررسی اختلالات عصبی مختلف ایجاد کردند که می‌تواند در مطالعه مشکلات و اختلالات عصبی مختلف از جمله آلزایمر و بیماری پارکینسون مفید باشد.

در حالیکه این سیستم‌ها هنوز برای نشان دادن چیزی نزدیک به تحقق آگاهی، خام هستند، بهتر است برای تنظیم برخی دستورالعمل‌های اخلاقی آماده شویم.

آیا «جیمز وب» ستاره‌های ساخته شده از ماده تاریک را شناسایی کرد؟

ستاره شناسان می‌گویند تلسکوپ فضایی «جیمز وب» ممکن است اولین نشانه‌ها از «ستاره‌های تاریک» نظری را که اجرامی نامرئی هستند که از نابودی ذرات ماده تاریک در هسته خود گرما تولید می‌کنند، مشاهده کرده باشد.

از آنجایی که تلسکوپ فضایی «جیمز وب» می‌تواند عمیق‌تر از هر ابزار دیگری به کیهان نگاه کند، ما همیشه با آن در معرض کشف چیزهای واقعاً جدید و شگفت‌آور هستیم.

جیمز وب کهکشان‌های غول‌پیکر و باستانی را زیر نظر می‌گیرد که درک ما را از چگونگی شکل‌گیری جهان گسترش می‌دهد. به همین دلیل برخی از اخترفیزیکدانان می‌گویند به جای اینکه با مدل استاندارد کیهان‌شناسی درگیر شویم، شاید آنچه را که در حال حاضر می‌بینیم، «ستاره‌های تاریک» هستند که اجرامی فرضی هستند که از ذرات ماده تاریک در حال نابودی در هسته خود، گرما تولید می‌کنند.

این هیولاها ۱۰ هزار برابر بزرگ‌تر از خورشید، ۱۰ میلیون بار سنگین‌تر از آن و ۱۰ میلیارد بار درخشان‌تر از آن هستند(البته در طیف فروسرخ) که می‌تواند آنها را از این فاصله شبیه به کهکشان‌ها نمایش دهد.

این ایده جالب  و در عین حال کاملا بر پایه حدس و گمان است، اما خوشبختانه قابل آزمایش است. بنابراین ممکن است به زودی پاسخی برای آن داشته باشیم.

رویاهای وهم انگیز هوش مصنوعی

دنیای هوش مصنوعی آن‌قدر سریع پیش می‌رود که باورش سخت است که همین چند ماه پیش بود که به نتایج غیر واقعی تلاش‌های آن برای تولید ویدیو می‌خندیدیم. حالا اما ظرف مدتی کوتاه به جایی رسیده که در بسیاری مواقع ما را انگشت به دهان می‌گذارد.

سیستم‌های تصویرگر مانند ModelScope و Runway’s Gen-۲ برای تولید ویدیوهای کوتاه بر اساس پیام‌های متنی طراحی شده‌اند و نتایج آن شگفت انگیز است.

شرکت گوگل نیز به تازگی از جدیدترین هوش مصنوعی تصویرگر خود موسوم به لومیر(Lumiere) که مخصوص تولید و ویرایش ویدیو تنها با دریافت دستورات متنی است، رونمایی کرد.

اکنون در نقطه‌ای از تاریخ ایستاده‌ایم که هم جالب و هم ترسناک به نظر می‌رسد، چرا که توسعه بی‌وقفه هوش مصنوعی در عین اینکه امکانات جدیدی را پیش روی بشر می‌گذارد، با خطراتی نیز همراه است که بزرگان این حوزه نظیر ایلان ماسک و سم آلتمن نسبت به توسعه مدیریت نشده آن هشدار داده‌اند.

هوش مصنوعی پا در کفش مُد می‌کند

هوش مصنوعی نشان داده که می‌تواند به دنیای مد نیز ورود کند، اما نه آنطور که ممکن است فکر کنید.

یک شرکت ایتالیایی فعال در حوزه مد به نام «کیپبل»(Capable) خط تولید لباس‌های رنگارنگی را رونمایی کرد که نه تنها چشمان انسان را به خود جذب می‌کند، بلکه هوش مصنوعی را نیز فریب می‌دهد.

این الگوهای پر زرق و برق به گونه‌ای طراحی شده‌اند که الگوریتم‌های تشخیص اشیای هوش مصنوعی را نیز بر هم می‌زنند، به طوری که پوشنده این لباس‌ها را به عنوان زرافه یا گورخر می‌بیند.

این فناوری بسیار گران است، اما حداقل سعی می‌کند مد آینده را سرگرم کننده‌تر از بازطراحی یک کت قدیمی کند.

فراخوانی همه بیگانگان

دانشمندان اخیراً با یک «هوش غیر انسانی» تماس گرفته‌اند، البته همان بیگانگانی نیستند که در نظر ماست. حداقل هنوز نه.

دانشمندان مؤسسه جستجوی هوش فرازمینی(SETI) توانستند با یک نهنگ به زبان نهنگی خودش به عنوان تمرینی برای برقراری ارتباط با بیگانگان صحبت کنند. این تمرین می‌تواند در روزی که احتمالا سرانجام با فرازمینی‌ها ملاقات می‌کنیم، مفید واقع شود.

ملاقات با بیگانگان موضوعی است که بشر همواره آن را در ذهن دارد و به نظر می‌رسد منتظر رخ دادن چنین رویدادی است. دانشمندان نیز اکنون با تلاش برای گفتگو کردن با نهنگ‌ها به زبان خودشان، در پی تمرین گفتگو با فرازمینی‌ها در آینده هستند.

ارتباط بین انسان‌هایی که به زبان‌های مختلف صحبت می‌کنند، به اندازه کافی مشکل است. این در حالی است که همه ما ویژگی‌های بیولوژیکی یکسانی داریم. اما بیگانگان نه تنها می‌توانند زبان خاص خود را داشته باشند، بلکه احتمالا شیوه‌های ارتباطی کاملاً متفاوتی نیز دارند. مثلا آنها ممکن است یک طیف احساسی کامل را از طریق صدا، فرکانس، لحن، بو، طعم و چگالی گاز عبوری منتقل کنند.

این تیم آن را اولین تبادل ارتباطی بین انسان و نهنگ نامید و تنها کاری که در این پژوهش انجام شد این بود که صدای ضبط شده‌ای از یک نهنگ را پخش کردند که بارها و بارها «سلام» می‌گفت، تا زمانی که نهنگ خسته شد و از آن منطقه فاصله گرفت.

ایده این است که دانشمندان بتوانند گفتگو با نهنگ‌ها را تعاملی‌تر کنند تا در نهایت روزی بتواند به ما کمک کند فیلترهایی ایجاد کنیم که می‌توانند ساختارهای هر پیام بیگانه را دریافت کنند.

دانشمندان می‌گویند نهنگ‌ها نقطه شروع خوبی هستند. آنها بسیار باهوش هستند و سیستم‌های ارتباط اجتماعی پیچیده‌ای دارند که می‌توان آن را رمزگشایی کرد. ضمن اینکه اگر ما به آنها تعرض کنیم، تنها تلفات ممکن است چند قایق تفریحی باشد، نه مکان‌های استراتژیک جهان.

دانشمندان می‌گویند ما امیدواریم با کمک نهنگ‌ها بتوانیم اولین برخوردهای نزدیک با بیگانگان را مدیریت کنیم.

عشق کجاست؟

حتی سنگدل‌ترین انسان‌ها نیز به نوعی عشق را احساس و تجربه می‌کنند، ولو عشق‌ورزی به یک حیوان خانگی باشد.

دانشمندان می‌گویند ۲۷ نوع مختلف از عشق وجود دارد و آنها در پی این برآمده‌اند که مشخص کنند افراد در کجای بدن خود این ۲۷ نوع مختلف از عشق را احساس می‌کنند و هر کدام چقدر قوی است؟

بنابراین از شرکت کنندگان در یک مطالعه خواسته شد تا آن را روی یک نقاشی از بدن انسان نشان دهند و نقطه مد نظرشان را رنگ آمیزی کنند و توضیح دهند که چقدر از نظر جسمی و ذهنی دلپذیر و شدید است.

جالب اینجاست که تک تک انواع عشق در قسمت سر احساس می‌شد و جای تعجب نیست که اغلب آنها در قسمت سینه نیز احساس می‌شدند.

عشق به فرزندان یا والدین در قسمت قلب و سینه به شدت احساس می‌شد.

قدرت و شدت احساس عشق نیز بر حسب نوع آن متفاوت بود. عشق به زیبایی، دانایی، خدا، غریبه‌ها یا وطن بیشتر در سر احساس می‌شد، در حالی که شرکت کنندگان در مورد عشق واقعی، تمام بدن را خط خطی می‌کردند.

البته به گفته پژوهشگران، انتظارات و پیش‌دانسته‌ها احتمالاً در اینجا کمی پاسخ شرکت کنندگان را تحت تاثیر قرار داده است.

گذر زمان در گذشته کندتر بوده است

اخترفیزیکدانان کشف کرده‌اند که زمان در جهان آغازین و اولیه نسبت به زمان کنونی کندتر می‌گذشته است.

بنابراین به نظر می‌رسد زمان در حال افزایش سرعت خود است. فیزیکدانان تیک‌تاک اختروش‌هایی را که میلیاردها سال دورتر در فضازمان واقع هستند، مطالعه کردند و دریافتند که یک ثانیه باستانی معادل پنج ثانیه امروزی می‌گذشته است.

گفتنی است که طبق گفته دانشمندان، زمان در آن مقطع برای هیچ کس آهسته‌تر احساس نمی‌شده، هر چند که می‌دانیم همه چیز نسبی است. اما اگر کسانی در آن زمان بودند که می‌توانستند ما را در آینده ببینند، تعجب می‌کردند که چرا همه ما با این عجله در حال حرکت و زندگی هستیم.

این پدیده نتیجه «اتساع زمان» است که با انحراف آثار نسبیتی تار و پود فضازمان به وجود می‌آید. دقیقاً مانند آن سیاره‌ای که در فیلم میان‌ستاره‌ای(Interstellar) به دور یک سیاه‌چاله می‌چرخد.

اتساع زمان یکی از مفاهیم فیزیکی مربوط به نظریه نسبیت خاص آلبرت اینشتین است که بر پایه نسبیت این گونه بیان می‌شود که از دید دو ناظر با سرعت متفاوت، گذر زمان متفاوت بررسی می‌شود. به ‌طور کلی هرچه با سرعت بیشتری حرکت کنیم، زمان کندتر می‌گذرد و این دو رابطه معکوس دارند.

تاریخ نهفته در تپه‌ای از فضولات پرندگان

روی یک صخره در کشور آرژانتین چیزی دیده می‌شود که به احتمال زیاد در فهرست جاذبه‌های یک وب‌سایت گردشگری قرار نمی‌گیرد، مگر برای دانشمندان جذاب باشد. صحبت از یک تپه فضولات است.

این تپه نامتعارف از فضولات، توسط نسل‌هایی از پرندگانی موسوم به رُخ‌کرکس آند(Andean condor) ایجاد شده است که هر ساله به همین نقطه که لانه‌شان بوده است، بازمی‌گشتند.

رخ‌کرکس آند با نام علمی(Vultur gryphus) نام یک گونه از تیره کرکس‌های جهان جدید است. رخ‌کرکس آند با حداکثر طول بال‌های ۳٫۳ متر بزرگترین پرنده دارای توانایی پرواز در دنیاست.

زمانی که دانشمندان این تپه را شکافتند، متوجه شدند که در واقع ۲۲۰۰ سال تاریخ را در خود حفظ کرده است. آنها با مطالعه لایه به لایه این تپه نامطبوع دریافتند که این پرندگان در اوایل بیشتر با لاشه گونه‌های بومی جشن می‌گرفتند، اما پس از ورود مهاجران اروپایی به گوسفند و گاو علاقه نشان داده‌اند.

دانشمندان حتی می‌توانستند بگویند که رخ‌کرکس‌ها چند قرن است که این مکان را رها کرده‌اند و محل زندگی خود را به دلیل دوره‌ای که با فعالیت‌های آتشفشانی در این منطقه همراه بوده به جای دیگری برده‌اند.

معمای ژنتیکی زنی که هیچ دردی احساس نمی‌کند

یک مطالعه ژنتیکی جدید، جهش‌های ژنتیکی خاصی را شناسایی کرده است که به نظر می‌رسد به یک زن اسکاتلندی اجازه می‌دهد دردی احساس نکند.

جو کامرون(Jo Cameron) نام این زن اسکاتلندی است که هیچ درد، ترس یا اضطرابی احساس نمی‌کند و زخم‌هایش سریع تر از حد معمول بهبود می‌یابد.

جالب اینجاست که این ابرقدرت او در دهه ۶۰ زندگی‌اش کشف شد.

زمانی که دانشمندان روی او تحقیق کردند، دریافتند که این ویژگی‌ها بیشتر به جهش در دو ژن به نام‌های FAAH و FAAH-OUT بازمی‌گردد. البته صدها ژن دیگر از جمله ژن‌هایی که با بهبود زخم، تنظیم خلق و خو و سطوح مواد مخدر مرتبط هستند نیز سرکوب یا تقویت شده بودند.

به نظر می‌رسد این زن مورد بسیار جالبی برای دنیای علم است و تحقیق و پژوهش روی او می‌تواند به دانشمندان در ایجاد درمان‌های جدید برای تسکین درد یا بیماری‌های روان کمک کند.

شارژ شدن با تناقضات

به نظر می‌رسد که شما می‌توانید کلمه «کوانتوم» را جلوی هر چیزی بگذارید و یک فناوری علمی-تخیلی جدید و دیوانه‌وار اختراع کنید. آخرین مورد در این زمینه، باتری‌های کوانتومی هستند که نام کاملا دقیقی ندارند، اما از آنجایی که به نظر می‌رسد با تناقض‌ها کار می‌کنند، این نام برایشان جالب است.

علیت(رابطه میان علت و معلول) کلید تجربه ما از واقعیت است. برای مثال، انداختن یک لیوان باعث شکستن آن می‌شود، بنابراین لیوان قبل از انداخته شدن نمی‌تواند خرد شود. اما در دنیای کوانتوم، این قوانین لزوما برقرار نیستند و دانشمندان اکنون نشان داده‌اند که چگونه می‌توان از این عجایب برای شارژ باتری‌های کوانتومی استفاده کرد.

به یک معنا، می‌توان گفت که باتری‌های کوانتومی توسط تناقض‌ها تغذیه می‌شوند. روی کاغذ، آنها با ذخیره انرژی در حالت‌های کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها کار می‌کنند. البته به محض اینکه کلمه «کوانتوم» وارد گفتگو می‌شود، می‌دانید که چیزهای عجیبی در شرف وقوع است. در این مورد، یک مطالعه جدید نشان داده است که باتری‌های کوانتومی می‌توانند با نقض علت و معلولی که ما می‌شناسیم، کار کنند.

اکنون دانشمندان دانشگاه توکیو از این پدیده عجیب و غریب بهره برده‌اند تا یک باتری بسازند که سریع‌تر و کارآمدتر شارژ شود. آنها آزمایشی آزمایشگاهی با استفاده از لیزرها، لنزها و آینه‌ها انجام دادند که به عنوان یک باتری کوانتومی در مقیاس بزرگ عمل می‌کنند.

اساساً علیت در باتری‌های کوانتومی می‌تواند در یک برهم‌نهی از زمان وجود داشته باشد که منجر به اثر عجیب دیگری می‌شود که در آن یک شارژر کم‌مصرف می‌تواند باتری را با کارایی بیشتری نسبت به شارژر پرمصرف شارژ کند. بنابراین، این باتری با گسستن درک ما از جریان زمان شارژ می‌شود.

شاید برای بسیاری از مردم سخت باشد که این مفهوم را درک کنند، اما باتری‌های کوانتومی ممکن است روزی به واقعیت تبدیل شوند. در حال حاضر آنها فقط به عنوان آزمایش‌های آزمایشگاهی وجود دارند، اما دانشمندان به آرامی جنبه‌های مختلف آنها را با هدف نهایی اینکه چگونه می‌توانند قطعات مختلف را به هم متصل کنند و به یک کل تبدیل کنند، آزمایش می‌کنند.