نگاهی به ‌١٠ موفقیت علمی سال و دهه نخست قرن

کشف آب در مریخ، کشف ژنوم تاریک و گام‌های موفق در تحقق ایده شنل نامرئی، از مهمترین دستاوردهای یک دهه اخیر در فهرست 10 دستاورد بزرگ علمی بشر در دهه اول هزاره سوم به انتخاب مجله علمی «ساینس» هستند.

مجله علمی «ساینس» به روال سال‌های اخیر در پایان سال 2010 به معرفی 10 دستاورد علمی بزرگ سال و 10 تفکر برتر دهه 2000 تا 2010 پرداخته است. نخستین «ماشین کوانتومی» جهان که بر اساس قوانین حاکم بر دنیای زیراتمی عمل می کند به عنوان بزرگترین دستاورد علمی سال شناخته شده است.

ماشین کوانتومی که توسط دانشمندان آمریکایی در دانشگاه کالیفرنیا ساخته شده از یک پره ریز فلزی تشکیل شده که توسط چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست و با ریتم کوانتومی می رقصد.

پس از اینکه این پره در پایین‌ترین حالت ممکن انرژی سرد شد، محققان آن را وادار به ورود به یک حالت حرکتی مکانیکی خالص کوانتومی کردند.

این مساله بدین معنی است که این وسیله به روشی غیر از روش‌های مرسوم دنیای «ماکرو» در مکانیک کلاسیک رفتار می‌کند.

برای مثال، این وسیله می‌تواند در یک زمان در دو حالت باشد که به «موقعیت فوق‌العاده» موسوم است به این ترتیب که می‌تواند هم‌زمان هم به طور کم و هم زیاد بلرزد.

ماشین کوانتومی در صدر فهرست مهم‌ترین تحولات علمی سال 2010 قرار دارد که تولید نخستین ژنوم مصنوعی، کشف توالی ژنوم انسان اولیه، ساخت ژل پیشگیری از HIV، توالی نویسی اگسوم‌ها(ژنهای برخی بیماریهای نادر)، شبیه سازیهای مولکولی دینامیک حرکت چرخشی پروتئین‌ها، شبیه سازی کوانتومی، پروژه هزار ژنوم، برنامه نویسی مجدد RNA و بازگردادن موش‌های صحرایی به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی دیگر موفقیت‌های علمی درج شده در آن هستند.

ده تفکر برتر دهه

مجله «ساینس» امسال در کنار معرفی موفقیتهای علمی برتر سال 2010 به انتخاب و معرفی 10 تفکر برتر دهه پرداخته، ایده‌هایی که چهره علم را از زمان طلوع هزاره جدید تغییر دادند.

افزایش شناخت بشر در عرصه کیهان‌شناسی: در دهه اخیر محققان یک دستورالعمل دقیق برای محتوای جهان که از چهار درصد ماده معمولی،‌23 درصد ماده تاریک و 73 درصد انرژی تاریک تشکیل شده و همچنین دستورالعمل‌هایی برای ترکیب اینها با یکدیگر به دست آورده‌اند. این پیشرفت‌ها، کیهان‌شناسی را به یک علم دقیق با یک نظریه استاندارد که اکنون جایگاه بیشتری نسبت به سایر تصورات دارد تبدیل کرده‌است.

متامتریال: فیزیکدانان به وسیله ترکیب مواد با خواص نوری غیرمتعارف توانسته اند در روش‌های جدید برای هدایت و دستکاری نور پیشگام شده و لنزهایی بسازند که با محدودیت‌های اساسی در تفکیک‌پذیری مبارزه می‌کنند.

آنها حتی شروع به ساخت شنل‌هایی مانند شنل نامرئی‌کننده هری‌پاتر کرده‌اند که می‌تواند شی زیر آن را نامرئی کند.

ژنوم تاریک: دانشمندان دریافته‌اند که ژن‌ها فقط 5/1 درصد کل ژنوم را تشکیل می دهند و مابقی آن که شامل آر.ان.ای های رمز گذاری و غیر رمزگذاری هستند اهمیتی مانند ژن‌ها دارند.

سیارات فراخورشیدی: در سال 2000 محققان فقط از 26 سیاره در خارج از منظومه شمسی آگاهی داشتند. در سال 2010 این تعداد به 502 سیاره رسید و این روند همچنان ادامه دارد. ستاره‌شناسان اکنون انتظار دارند که با دسترسی به فناوری‌های بهتر بتوانند سیارات شبیه به زمین بیشتری در کهکشان پیدا کنند.

بیوملکول‌های کهن: درک این موضوع که بیومولوکول‌هایی مانند دی.ان.ای و کلاژن قدیمی می‌توانند دهها هزار سال زنده بمانند و اطلاعات مهمی درمورد گیاهان، حیوانات انسا‌هایی که مدتی طولانی از مرگ آنها می‌گذرد در اختیار محققان بگذارد، ‌دستاوردی عظیم در دیرین شناسی محسوب می شود. تحلیل‌گران این ماشین زمان کوچک اکنون می‌توانند سازگاری آناتومیکی را که شواهد اسکلتی قادر به فراهم کردن آن نیستند مانند رنگ پرهای دایناسور آشکار کنند.

آب در مریخ: نیمی از ماموریت‌های انجام شده در سیاره مریخ شواهد روشنی از وجود آب در گذشته چه در سطح یا درون این سیاره سرخ‌رنگ از طریق اصلاح شکل‌گیری صخره‌ها و احتمالا وجود زندگی در آن فراهم کرده‌اند.

به گزارش ایسنا، این آب مریخی احتمالا در زمان شروع حیات در سطح در این سیاره وجود داشته اما امروزه هم به قدر کافی رطوبت در مریخ وجود دارد که دانشمندان را به ادامه تلاش هایشان در تحقیق برای میکروب‌های زنده امیدوار کند.

سلول‌های قابل برنامه‌ریزی مجدد: اخیرا محققان دریافته‌اند که چگونه سلول‌های کاملا پیشرفته را به سلول‌های موسوم به قلب و نخاع دوباره برنامه ریزی کنند که بر پتانسیل خود غالب شده و به هر سلولی در بدن تبدیل شوند.

این تکنیک در حال حاضر برای ساخت سلول در بیماران مبتلا به بیماری‌های نادر استفاده می‌شود اما در نهایت دانشمندان امیدوارند بتوانند سلول‌ها، بافت و اندام‌های جایگزین مشابه از نظر ژنتیکی را رشد دهند.

پروژه میکروبیوم: یک تغییر اساسی در دیدگاه ما از میکروب‌ها و ویروس‌ها که در بدن انسان وجود دارند، محققان را به سوی مفهوم مایکروبیوم یا مجموعه ژنوم‌های میزبان یا سایر مووجوداتی که در آن زندگی می‌کنند،‌ راهنمایی کرده‌است.

از آنجایی‌که 90 درصد سلول‌های بدن انسان در حقیقت میکروبی هستند، دانشمندان در حال درک این موضوع هستند که چگونه ژن‌های میکروبی بر میزان انرژی که بدن انسان از غذاها دریافت می‌کند یا چگونه سیستم ایمنی بدن در برابر عفونت‌ها پاسخ می‌دهد، تاثیر می‌گذارند.

شناخت بهتر از التهاب: تا مدتی پیش، التهاب به عنوان یک اثر جانبی از ابزار شفادهنده محسوب می شد که به سلول‌های ایمنی کمک می‌کند آسیب بافتی را که به دلیل زخم یا عفونت به وجود آمده بود دوباره سازی کنند. اما امروزه محققان بر این باورند که التهاب همچنین می‌تواند یک عامل محرک در پس بیماری‌های مزمن که تقریبا باعث مرگ بسیاری از افراد است از جمله سرطان،‌بیماری آلزایمر، تصلب شریان، دیابت و چاقی باشد.

تغییرات آب و هوا: محققان دریافته‌اند که بسیاری از پیش‌بینی‌های آنها در مورد تغیرات آب و هوا در دهه اخیر درست از آب درآمده ‌است.