Αναπάντητα επιστημονικά ερωτήματα

Νέες απαντήσεις δημιουργούν νέα ερωτήματα
ΚΟΣΜΟΣ
376 προβολές
 

Συντακτική Ομάδα ΙΟΥΛ 04. 2018
από Συντακτική Ομάδα


Η επιστήμη στην εποχή μας έχει φθάσει σε ένα ανώτατο σημείο εξέλιξης. Με την βοήθειά της ο άνθρωπος έχει κατανοήσει πολλά πράγματα, τα οποία στην πρόσφατη ιστορία του τα θεωρούσε έως και θεϊκά. Παρόλ’ αυτά, όσο η έρευνα διευρύνεται και η γνώση εμπλουτίζεται, τόσο μεγαλύτερα και πιο δύσκολα ερωτήματα καλείται να απαντήσει. Αυτή είναι η ιστορία της εξέλιξης της επιστήμης. Νέες απαντήσεις εμπνεύουν και δημιουργούν νέα ερωτήματα κ.ο.κ.
Εδώ αναφέρουμε ενδεικτικά 6 μεγάλα αναπάντητα ερωτήματα από διάφορα πεδία της επιστημονικής κοινότητας.
 

Πώς ξεκίνησε η ζωή

Σε αυτήν την ερώτηση προσπαθεί να απαντήσει η θεωρία της σούπας. Στην αρχή όλα είχαν την μορφή σούπας, ώσπου κάτι την “ανακάτεψε”. Ελάχιστες χημικές ουσίες βρέθηκαν μαζί και δημιούργησαν την βιολογία. Εμφανίστηκαν τα πρώτα μόρια ικανά να αναπαραχθούν. Οι άνθρωποι προήλθαν ως αποτέλεσμα εξέλιξης εκείνων των πρώτων βιολογικών μορίων. Αλλά πώς κάποιες βασικές χημικές ουσίες εμφανίστηκαν στην Γη και τροποποιήθηκαν σε κάτι που μοιάζει με ζωή; Πώς διαμορφώθηκε το πρώτο DNA? Πώς έμοιαζαν τα πρώτα κύτταρα; Ο χημικός Stanley Miller πρότεινε την θεωρία της “πρωτόγονης σούπας”, που μαζί με άλλες θεωρίες δεν έχουν επιβεβαιωθεί ακόμη από την επιστήμη. 
 

Γιατί κοιμόμαστε;

Ο ανθρώπινος οργανισμός έχει ένα εσωτερικό ρολόι που του επιβάλει να κοιμάται συγκεκριμένες ώρες την ημέρα. Επιστήμονες υποστηρίζουν ότι κατά την διάρκεια του ύπνου ο οργανσμός αναπληρώνει ιστούς, ενώ ο εγκέφαλος μπορεί να αποβάλλει τις περιττές πληροφορίες. Αντίθετα, κάποιοι άλλοι οργανισμοί δεν έχουν ανάγκη από ύπνο. Πιστέυεται ότι αυτή η ιδιότητά τους προέκυψε ως εξέλιξη της ανάγκης τους να προστατεύονται από τους εχθρούς τους. Μία ομάδα επιστημών με επικεφαλή τον Prof Maiken ανακάλυψαν ένα δίκτυο μικροσκοπικών σωλήνων με υγρά, τα οποία καθάριζαν χημικά απόβλητα όταν ο εγκέφαλος βρισκόταν σε ύπνωση. Οι επιστήμονες μόλις έχουν αρχίσει να κατανοούν την σημαντικότητα του ύπνου για τον άνθρωπο και την πλαστικότητα του εγκεφάλου, ωστόσο εξακολουθούν να μην μπορούν να εξηγήσουν την λειτουργία του ύπνου. 

 

Τί είναι η σκοτεινή ύλη;

Η σκοτεινή ύλη αποτελεί ένα από τα πιο αινιγματικά μυστήρια στον κόσμο της επιστήμης. Έχει ανακαλυφθεί ότι υπάρχει μία αόρατη ύλη, η οποία σκεπάζει τους γαλαξίες και αποτέλεί το 80% της συνολικής υπαρκτής μάζας. Όμως πώς μπορεί να εντοπιστεί εφόσον είναι αόρατη; Στην πραγματικότητα εντοπίζεται μέσα από την βαρυτική έλξη που ασκεί στα ορατά σώματα. Η σκοτεινή ύλη  εκτιμάται να έχει παίξει σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό γαλαξιών και στην εξέλιξη του κόσμου. Εκτιμάται ότι προσδιορίζει το μέλλον του Σύμπαντος. Πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν οτι η σκοτεινή ύλη σχηματίζει λεπτά ρέυματα στο σύμπαν και τέτοια ρεύματα ακτινοβολούν γύρω από την Γη σαν μαλλιά. Ωστόσο οι έρευνες για την ανίχνευση και τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων της συνεχίζονται προκειμένου να απαντήσουν ερωτήματα γύρω από αυτήν.

 

Υπάρχει ελεύθερη θέληση

Οι επιστήμονες δεν έχουν συμφωνήσει για το αν τελικά ο άνθρωπος μπορεί να διαμορφώσει ελεύθερα την θέλησή του ή αυτή είναι καθοδηγούμενη από εξωτερικούς παράγοντες. Ο εγκέφαλός μας και τα αισθητήρια όργανα μας επιτρέπουν να ανταποκρινόμαστε στα ερεθίσματα του περιβάλλοντος με τρόπο όχι αιτιοκρατικό. Οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει σημαντική ικανότητα να λαμβάνουν αποφάσεις, να προγραμματίζουν δραστηριότητες προσδιορίζοντας ως ένα σημείο το μέλλον μας. Τί όμως παίζει σημαντικό ρόλο για την ελεύθερη θέληση; Η κβαντική μηχανική παίζει ένα ρόλο σε αυτό. Εάν ο κόσμος δεν προσδιοριζόταν από την κβαντική μηχανική τότε θα μπορούσε να ήταν προβλέψιμος. Ο εγκέφαλος είναι ένα πολύπλοκο και δυναμικό σύστημα, το οποίο μαθαίνει και ανταποκρίνεται στα ερεθίσματα με τρόπο μη προβλέψιμο. 

 

Τί είναι η συνείδηση;

Είναι μία ερώτηση που απασχολεί τόσο την φιλοσοφία όσο και την επιστήμη. Πώς αυτή η ροζ, ζελώδης μάζα που ονομάζεται εγκέφαλος μπορεί να κατανοήσει την ύπαρξή της; Είναι ένα φαινόμενο πραγματική πρόκληση για την επιστήμη αλλά και για τον ίδιο τον άνθρωπο.  Το 1994 ο  David Chalmers δημοσίευσε μία εργασία στην οποία για πρώτη φορά ταξινόμησε σε δύο κατηγορίες τα προβλήματα, τα εύκολα και τα δύσκολα. Τα εύκολα προβλήματα είναι το πώς ο εγκέφαλος αφομοιώνει πληροφορίες, επικεντρώνει την προσοχή του και φτιάχνει νοητικές αναφορές. Παρόλο που αυτές οι διαδικασίες δεν είναι εύκολες, κατηγοριοποιούνται στα εύκολα προβλήματα γιατί απαιτούν τον προσδιορισμό μηχανισμού, που εξηγεί αυτές τις συμπεριφορές. Τα εύκολα προβλήματα είναι θέμα φυσικής. Τα δύσκολα προβλήματα είναι αυτά που δεν έχει επιλύσει η επιστήμη και ίσως να μην επιλυθούν ποτέ. Προσπαθούν να απαντήσουν πώς ή γιατί η συνείδηση ισχύει δεδομένης της κατασκευής του εγκεφάλου μας. Η δυσκολία είναι ότι δεν μπορεί να κατασκευστεί ένας μηχανισμός για να λύσει το πρόβλημα, όπως συμβαίνει με τα περισσότερα άλυτα προβλήματα της φυσικής.  

 

Το πρόβλημα του P vs NP

Ας υποθέσουμε ότι είμαστε υπεύθυνοι να οργανώσουμε την διαμόνη ενός γκρούπ από 400 φοιτητές πανεπιστημίου. Ο χώρος είναι περιορισμένος και μόνο 100 από αυτούς θα γίνουν αποδεκτοί στον κοιτώνα. Για να δυσκολέψουμε τα πράγματα, ο συνεργάτης μας μάς δίνει μία λιστα από ζευγάρια φοιτητών που δεν μπορούν να εμφανίζονται στην λίστα της τελικής επιλογής. Αυτό είναι ένα πρακτικό παράδειγμα του υπολογιστικού προβλήματος ΝP. Ενώ είναι έυκολο να ελένξεις εάν μία δεδομένη επιλογή πληρεί τους κανόνες, η δημιουργία μιας λίστας από την αρχή είναι πρακτικά αδύνατη. Στην απλή διατύπωσή του το ερώτημα που θέτει είναι, εάν κάθε πρόβλημα του οποίου η ύπαρξη λύσης μπορεί να επιβεβαιωθεί γρήγορα από έναν υπολογιστή μπορεί επίσης και να επιλυθεί και γρήγορα από τον υπολογιστή. Μερικές εργασίες ολοκληρώνονται με μια λογική ταχύτητα και τότε ανήκουν στην κατηγορία Ρ. Αν η απάντηση σε μια τέτοια εργασία (π.χ. την παραγοντοποίηση, δηλαδή την ανάλυση σε παράγοντες ενός αριθμού) μπορεί να ελεγχθεί γρήγορα, τότε η εργασία ανήκει στην κατηγορία ΝΡ. Αν συνεπώς ισχύει η ισότητα Ρ=ΝΡ, τότε κάθε υπολογιστικό πρόβλημα που μπορεί να ελεγχθεί γρήγορα, μπορεί επίσης να εκτελεστεί γρήγορα θα ήμασταν σίγουροι ότι υπάρχει μια λύση και στα πιο πολύπλοκα προβλήματα υπολογισμού. Έχει χαρακτηριστεί το πιο σέξυ πρόβλημα στην επιστήμη των υπολογιστών και η πιθανή επίλυσή του θα αποτελέσει κακή είδηση για τη βιομηχανία των υπολογιστών και την ασφάλεια των δεδομένων και των συναλλαγών στο Ίντερνετ. Αυτό θα είχε μεγάλες συνέπειες για την ασφάλεια του διαδικτύου και των υπολογιστών, καθώς η δυσκολία παραγοντοποίησης των πολύ μεγάλων αριθμών είναι το βασικό μέσο χάρη στο οποίο τα διακινούμενα δεδομένα (data) παραμένουν ασφαλή από τους χάκερ και η κρυπτογράφηση δεδομένων κινδυνεύει. 

Το συγκεκριμένο πρόβλημα, που απασχολεί τους ερευνητές από τη δεκαετία του ΄70, αποτελεί ένα από τα επτά μεγάλα άλυτα μαθηματικά προβλήματα, για την επίλυση των οποίων το Ινστιτούτο Clay έχει εξαγγείλει επτά ισάριθμα «Βραβεία της Χιλιετίας» (Millennium Prizes) αξίας 1 εκατ. δολλαρίων το καθένα. 

Φωτογραφίες: Yau Hoong Tang / UCLA Newsroom /  editing by CHARACTERS
Πηγές:  ifl science / live science / jupiter scientific / big think / nbc news / claymath / scientific american / psychology today / mathcom

Like:
2
Σχόλιο(α)
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΑΠΟ ΚΟΣΜΟΣ
Ιστορίες της ελληνικής μετανάστευσης
Ιστορίες της ελληνικής μετανάστευσης
ΙΑΝ 06. 2017
2284
4 αληθινά περιστατικά Ελλήνων μεταναστών στην Αυστραλία
Οι ιστορίες πίσω από τα ονόματα των 6 πιο δημοφιλών brands
Οι ιστορίες πίσω από τα ονόματα των 6 πιο δημοφιλών brands
ΙΑΝ 04. 2018
3339
Πως εμπνεύστηκαν τα ονόματά τους;
«Μαγεία» και «Ποίηση» σε μια φαβέλα
«Μαγεία» και «Ποίηση» σε μια φαβέλα
ΜΑΡ 29. 2017
1802
Η κολεκτίβα που γεννά την αλλαγή στις υποβαθμισμένες περιοχές του Σάο Πάολο
Η σκέψη έξω από το κουτί
Η σκέψη έξω από το κουτί
ΜΑΙ 05. 2018
933
Πως η στρατηγική κερδίζει την εμπειρία..
ΠΙΣΩ ΣΤΗΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ
comments powered by Disqus