Международная выставка "Научный туннель Макса Планка"

В эти праздничные дни в центре дизайна ArtPlay заканчивает свою работу международная выставка "Научный туннель Макса Планка". Эта выставка по сути представляет собой дайджест современных достижений в науке и технологии. Экспозиция выставки создана из мультимедийных интерактивных комплексов, эффектных экспонатов и фильмов-интервью, насыщенных информацией для посетителей различного образовательного уровня. Посетители погружаются в мир научных исследований, где совершают путешествия в разные измерения, познают механизмы социальной адаптации человека, знакомятся с биохимическими процессами в растениях и мозге человека, узнают о турбулентных потоках, возникающих при образовании облаков. Выставка поделена на восемь информационных зон: "Общество", "Вселенная", "Мозг", "Сложность", "Энергия", "Здоровье", "Жизнь" и "Материя". В каждой зоне краткими тезисами рассказывается о самых последних достижениях в этой области, о текущих проблемах, о возможных путях их решения и перспективах развития. Это все можно посмотреть и почитать самостоятельно, или же воспользоваться услугами экскурсоводов.





Цель выставки - рассказать о том, как наука и технологии изменят жизнь во всем мире в ближайшие десятилетия. "Применению должно предшествовать познание" - это высказывание Макса Планка, основоположника квантовой физики и Нобелевского лауреата, выражает суть основной задачи выставки, как и главный принцип работы Общества имени Макса Планка.


Как будет развиваться культурное разнообразие, как будут сохраняться традиции и ценности прошлого? Чем характеризуются взаимоотношения между религией и наукой, между верующими и неверующими в мире, который становится все более интегрированным? Какое влияние все это оказывает на сосуществование людей в агломерациях? Чтобы глубже понять человеческую культуру и проследить линии развития всемирной истории, исследователи из Общества имени Макса Планка изучают в том числе генеалогическую классификацию языков, глобализацию знаний и становление культурных пространств. А еще они задаются вопросами о том, как изменяются общества в условиях культурного и религиозного разнообразия и какие факторы определяют уровень благосостояния народов.





Численность населения в мире продолжает расти: к 2030 году она превысит 8,3 миллиарда человек. Средний возраст людей на планете увеличивается, возрастает и уровень урбанизации населения: к 2030 году в крупных городах будет проживать около трех пятых всего населения Земли. Какое воздействие оказывает такое движение населения на структуру трудоустройства, заботу о пожилых людях и благополучие общества в целом? С одной стороны, исследователи из Общества имени Макса Планка изучают человека как социальное существо: применяемые им способы учения и обучения, функционирование социальных и политических систем, возникновение и разрешение кризисных ситуаций. С другой стороны, исследуются наши когнитивные и эмоциональные возможности, нейронная пластичность, социализация и демографическое развитие.


Наша Солнечная система играет во Вселенной довольно скромную роль. Если представить себе, что она уменьшилась в диаметре до десяти метров, то до ближайшей звезды будет примерно 45 километров, а диаметр Млечного Пути составит около одного миллиона километров. Сегодняшний уровень развития техники не позволяет человеку покидать пределы нашего космического дома, однако ученые изучают планеты, их спутники, кометы и астероиды, запуская в длительные полеты автоматические межпланетные станции (зонды) и наблюдая за нашей Солнечной системой при помощи все более мощных телескопов. В некоторых особо удачных случаях они даже получают возможность исследовать внеземное вещество в лаборатории и благодаря этому узнать больше о возникновении Солнечной системы. Одновременно наблюдения дают нам новые удивительные сведения о планетах, которые вращаются вокруг удаленных звезд.





Еще примерно 50 лет назад астрономы могли наблюдать Вселенную только в видимом свете, а сегодня они уже могут получать изображения практически в любом диапазоне электромагнитного излучения: от радио- до гамма-волн. Каждая область спектра открывает новое окно для наблюдений за космосом, показывает небесные тела в новом свете и позволяет собрать новую информацию. Астрономы института имени Макса Планка используют в своей работе в том числе следующие обсерватории. 100-метровый радиотелескоп в Германии является вторым по величине полноповоротным телескопом в мире. Большой бинокулярный телескоп в Аризоне является единственным большим телескопом с двумя главными зеркалами. Инфракрасный телескоп "Гершель" является крупнейшей из когда-либо созданных космических обсерваторий. Телескоп MAGIC на острове Тенерифе - второй по величине телескоп высоких энергий в мире.


Мозг является моделью для создания нового поколения систем обработки информации, которые функционируют в соответствии с другими, более эффективными и экономичными принципами, чем традиционные компьютеры. Ученые надеются, что природа подскажет им способы оптимальной организации интеллектуальных систем. Помимо этого, сочетание исследований мозга с новыми технологиями открывает многообещающие перспективы замены недостающих функций мозга искусственными системами. Мозг является органом, который руководит и управляет человеческими существами, поэтому именно он выступает важной отправной точкой для разработки в будущем терапевтических мероприятий на мозге и для мозга. Ожидается значительный прогресс в таких новых областях исследования, как нейропротезирование.





Интерфейсы "мозг-компьютер" делают возможной новую форму общения, которая в отличие от речи и жестов не требует способности управлять мышцами. Это может помочь пациентам, которые в результате болезни оказались пленниками своего обездвиженного тела, продолжать взаимодействовать со своими близкими. Интерфейсы "мозг-компьютер" также находят все более широкое применение в процессе реабилитации больных после инсультов. Интерфейсы "мозг-компьютер" строятся на основе знания о том, что мозг генерирует электрические поля. Эти поля измеряются на коже головы и сопоставляются с нашими мыслями. Поскольку определенные мысли связаны с возникновением полей определенного характера, становится возможным обучить компьютер делать выводы о наших мыслях на основании данных об их электрическом потенциале. При этом отсутствует возможность чтения мыслей, которые не желает сообщать. Существует одна проблема: для выработки способности посылать мысли компьютеру требуется большая тренировка.


Наш мир становится все более взаимосвязанным и сложным. Каждый день мы на примере политики, бизнеса, производства становимся свидетелями того, что из-за многообразных взаимодействий наши поступки могут привести к непредвиденным последствиям. Что мы можем предпринять в ответ? Хаос, порядок и самоорганизация следуют законам сложных систем. Эти законы дают о себе знать повсюду - от физики частиц до исследований общества. Поэтому вместо стремления понять и контролировать мир только в отношении ограниченного количества конкретных проявлений, как это было ранее, ученые и специалисты в области техники в своих исследованиях все больше внимания уделяют взаимосвязям и взаимодействиям всеобщего характера. Эта новая перспектива может помочь нам справиться с непростыми вызовами современности - причем в таких различных областях, как глобализация, изменение климата, здравоохранение и управление информацией.







Как нам организовать процессы оптимальным образом? Как функционирует наш мозг? Способны ли мы еще предотвратить климатическую катастрофу? Изучение сложных систем, возможно, даст ответ на подобные фундаментальные вопросы. Такая надежда связана с быстрым переходом науки к цифровым методам. Сегодня практически во всех отраслях исследований получают и оценивают колоссальные объемы результатов измерений в цифровой форме. Благодаря все более быстродействующим компьютерам, инновационным процессам обработки данных и дорогостоящим компьютерным моделям ученые могут генерировать на основе этих сведений новые знания. Они создают все новые методы для изучения систем, которые из-за своей сложности не поддаются точным вычислениям. Эти методы остро необходимы нам для поиска ответа на великие вызовы современности. Многие природные феномены, например, климат на Земле, имеют нелинейный и комплексный характер. Это означает, что их невозможно теоретически просчитать во всех подробностях, не удастся также точно измерить по отдельности наиболее важные влияющие на них переменные. Однако благодаря новым возможностям цифровой науки ученые получили третий мощный инструмент для изучения природы в дополнение к теоретическим построениям и экспериментальным методам - компьютерное моделирование. Сегодня вряд ли найдется хотя бы одна научная дисциплина, которая могла бы обходиться без моделирования. При помощи суперкомпьютеров осуществляется моделирование и исследование мира: от структуры отдельных молекул до возникновения Вселенной. Где границы этого научного метода? Можем ли мы рассчитать на компьютере абсолютно все? Птичьи стаи, мозг, транспортные сети, современные государства-все это примеры сложных систем. Они встречаются повсеместно в природе, мире техники и обществе. Общая особенность таких систем в том, что их поведение является вариативным, зачастую представляется хаотичным и не может быть понято на основании изучения отдельных составляющих. Одна птица не может продемонстрировать поведение в стае, один автомобиль не может стать причиной возникновения транспортной пробки, один нейрон не образует сознания. Только благодаря взаимодействию отдельных элементов формируются новые свойства - в этом случае ученые говорят об эмерджентных феноменах. Благодаря исследованию сложных систем исследователи узнают многое об основополагающих принципах природы, которые находят универсальное применение и играют краеугольную роль в нашей сегодняшней картине мира.


Доступ к источникам энергии является предпосылкой для развития человечества. Однако наша неукротимая потребность в энергии имеет далеко идущие последствия: запасы ископаемого топлива конечны, и наши действия угрожают основам нашего существования, самой планете Земля. Каким может быть энергопотребление будущего? В среднесрочной перспективе мы обязаны повысить эффективность энергопотребления и перейти на более экологически чистые технологии. В долгосрочной перспективе мы нуждаемся в энергии из возобновляемых или квазивозобновляемых источников. Искусственный фотосинтез и технологии термоядерного синтеза, позволяющие использовать энергию Солнца на Земле, могут стать краеугольными камнями энергетики будущего. Важно, кроме того, свести к минимуму последствия нашего воздействия на экологическую систему Земли в целом. Простого сохранения существующего состояния недостаточно.





Ключевыми мотивами перестройки энергетической системы являются истощение запасов ископаемых видов топлива и защита климата. Мы живем в эпоху, которую ученые называют "антропоценом". Это эпоха, в которую человечество своей деятельностью накладывает глубокий отпечаток на окружающую среду и изменяет ее. К таким воздействиям относятся выбросы углекислого газа, повышение кислотности океанов, сокращение видового разнообразия. Последствия для всей экосистемы Земли сложно предсказать. Для выработки возможных вариантов действия необходимо точно понимать естественные и созданные человеком факторы.


Специалисты в состоянии все раньше и точнее выявлять изменения, приводящие к возникновению заболевания. Если, несмотря на применяемые меры противодействия, эти изменения предотвратить невозможно, то сегодня считается, что в будущем пациенты получат помощь за счет применения в терапии интеллектуальных имплантов и нанотехнологий, инновационных препаратов и стволовых клеток. Эта надежда основывается на том, что регенеративная медицина делает быстрые успехи, а усовершенствованные микроскопы и томографы новой конструкции дают нам все более точное и полное представление о важных для жизни процессах и структурах.






Несмотря на все успехи, с медициной будущего также связаны вопросы, например, о стоимости, этических ограничениях и возможности усовершенствования людьми самих себя. В будущем нам придется решать, какие именно медицинские знания мы хотим использовать в отношении себя и своих детей и насколько сильно хотим изменить свою жизнь.







Исследователи из Общества имени Макса Планка впервые смогли расшифровать генетический код доисторического человека. Просверлив отверстие в кости, обнаруженной археологами в одной из пещер Хорватии, они получили пригодный для генетического анализа костный порошок. К всеобщему удивлению, сравнение полученного генетического кода с геномом современного человека показало, что в каждом из нам есть частица неандертальца. В ходе дальнейших исследований ученые надеются расшифровать генетические факторы, которые делают нас по-настоящему уникальными.


Вещества завтрашнего дня больше не будут появляться в результате случайности или интуитивной находки химиков, они будут зарождаться, так сказать, на чертежной доске. Их будут создавать под строгим контролем - атом за атомом, молекулу за молекулой, придавая им желаемые свойства. Такие вещества будущего позволят более эффективно решать задачи, стоящие перед глобальным обществом. Благодаря им мы сможем дольше оставаться здоровыми, еще быстрее обмениваться информацией и более экономно использовать энергию. Их проектирование требует знаний о строении вещества на нанометрическом уровне (нанометр - одна миллионная миллиметра), а также понимания явлений, имеющих место в квантовом и нанокосмосе, поскольку эти явления зачастую совершенно не похожи на феномены окружающего нас видимого мира.





Современные химики преуспели в искусстве превращения и связывания молекул с целью получения веществ с новым составом. Это происходит сначала на бумаге в виде формул, а затем в лаборатории, где применяются апробированные методы синтеза. Ученые завтрашнего дня смогут сделать гораздо больше. При создании веществ в их распоряжении будут не только молекулы, но и другие, более разнообразные строительные материалы. Кроме того, благодаря компьютерному моделированию они будут знать свойства новых материалов еще до их реального создания. Это сделает возможным проектирование веществ в соответствии с поставленной целью. В результате выиграют такие отрасли, как информационные технологии, энергетика, экологические и медицинские технологии и машиностроение.


В целом выставка интересная, но совершенно не предназначена для праздного посещения. Для отдыха головы лучше выбрать что-нибудь попроще.

Комментарии

Добавить комментарий

Для вставки цитаты выделите текст и нажмите сюда

Имя*:

Текст комментария (не более 2000 символов)*:

*Все поля обязательны для заполнения.

Комментарии, содержащие рекламу, ненормативную лексику, оскорбления и т.п., а также флуд и сообщения не по теме, будут удаляться. Нарушителям может быть заблокирован доступ к сайту.