Содержание
Как поют человеческие клетки, когда они «пьяны», зачем скрещивать живые организмы и роботов, как мозг принимает решения? Ответы на эти вопросы дают новые научные направления, которые появились относительно недавно. Представляем вашему вниманию 8 самых перспективных и важных из них.
1. Синтетическая биология
Одно из новых направлений генной инженерии. Главная идея – сконструировать новые геномы и соответствующие им живые организмы, которые либо никогда не существовали в природе, либо погибли, не выдержав эволюционной конкуренции с живущими ныне на Земле.
Революционный прорыв в данной области произошел 10 мая 2010 года. В этот день в Институте Крэйга Вентера на основе искусственно синтезированного генома была создана первая живая клетка, способная к размножению. Этот метод обещает огромный спектр применения – от создания новых сельскохозяйственных культур до бактерий, которые будут способны избавить Землю от парникового эффекта, поглощая в гигантских масштабах углекислый газ из атмосферы.
Синтетическая биология вызывает небывалый интерес не только у ученых, но и у художников, работающих в направлении «science art». Один из наиболее поэтичных проектов был реализован пару лет назад арт-группой из Школы искусства и науки Бангалора (Индия). В его основе лежит идея, что настоящая любовь пахнет дождем (причем выпадающим именно над землями родного города художников Бангалора) — «запахом индийской земли после муссонного ливня». Творцы сконструировали бактерии, которые воссоздают этот аромат. «Современное искусство должно пахнуть любовью, – заявил лидер группы Авни Сети, – а иначе какой смысл им заниматься?»
2. «Нанонаука»
Понятие «нано» уже прочно вошло во все сферы жизни. Большинство из нас знает, что речь идет о технологиях работы с очень маленькими объектами: атомами и молекулами. Один нанометр в миллиард раз меньше метра. Чтобы представить это соотношение наглядно, сравните футбольный мяч и весь земной шар! Считается, что эра нанотехнологий началась в 1959 году со знаменитой лекции Ричарда Фейнмана «Там внизу — много места». Слово «внизу» в названии лекции означало в «мире очень малых размеров». Сегодня ученые уверены: в 21 веке нанотехнологии станут основой технической революции. С их помощью будут делать материалы, лекарства и различные устройства.
В науке появилось даже такое направление как нанопсихология! Она изучает способность наночастиц (наноэкранов, наночипов) влиять на психические процессы и мозг человека. Наночип совершенно необязательно вживлять в мозг хирургическим путем, ведь он настолько мал, что человек может просто вдохнуть его – и микроскопическое устройство само найдет дорогу к мозгу. Так можно лечить самые серьезные психические расстройства, нарушения памяти – даже болезнь Альцгеймера! Но возможно ли массово управлять через глобальную радиосеть людьми, в мозг которых помещены наночипы? Эти исследования сулят весьма спорные перспективы.
3. Бионика
Бионика черпает вдохновение в мире живой природы — в биологических процессах, физиологии организмов, их поведении. Именно природа подкидывает ученым идеи для новых продуктов. Девиз бионики: «Живые прототипы – ключ к новой технике». Впервые термин был использован майором Джеком Стили в 1960 году на конгрессе ВВС США. Сегодня бионика играет важную роль в развитии медицины будущего: ученые сочетают биологические и искусственные материалы, превращая их в полноценные органы.
Совсем недавно группа ученых и инженеров разработала бионический глаз, который поможет вернуть зрение ослепшим людям. Глаз имплантировали группе пациентов, и многие из них впервые за десятки лет увидели свет и очертания людей.
Активно развивается и новая отрасль биомедицины – регенеративная медицина. Она основана на принципах восстановления функций или структур тканей и органов. Наиболее интересное направление – это биопринтинг. Ученые работают над тем, чтобы начать печатать органы на «обычном» принтере. Посмотрите ролик, и вы поймете, как происходит этот удивительный во всех смыслах процесс.
4. Нутригеномика и нутригенетика
Нутригеномика — наука о том, как продукты питания взаимодействуют с нашим организмом. Нутригенетика изучает гены ответственные за метаболизм и усвояемость пищи. Каждый человек обладает индивидуальным набором генов: у кого-то темные волосы, у кого-то рыжие. Различия определяются небольшими отличиями в ДНК, и это явление называют полиморфизм. Благодаря ему каждый человек уникален, и его организм усваивает пищу по-своему. Один хорошо перерабатывает жирную пищу или, например, углеводы другой — намного хуже.
Нутригенетика возникла не на пустом месте. Ее появление было подготовлено достижениями диетологии. Последняя создала колоссальную платформу, детализировав содержание нутриентов (белки, жиры, углеводы, витамины и т.д.) практически в каждом продукте питания. Не менее важны и знания по влиянию генов на расщепление и усвоение этих продуктов.
Поэтому сегодня многие клиники предлагают сделать генетический анализ, чтобы определить, какая диета подходит именно вам.
5. Меметика
Любой из нас при рождении, получает «подарочный набор» — гены и мемы. Гены – то, что нам всем известно и понятно. Мемы — своеобразное хранилище культурных кодов, как в компьютерных чипах. Само слово «меметика» не случайно созвучно известному нам термину «генетика», поскольку оно говорит о передаче информации, только не биологической, а культурологической.
Впервые термин «мем» был использован для описания процессов хранения и распространения отдельных элементов культуры. Его ввел известный британский ученый-этолог и популяризатор науки Ричард Докинз. Наука изучает причины происхождения мемов, восприимчивости людей к ним и их распространение.
Не так давно появилась и рекомбинантная меметика. В ее основе лежит изучение закономерностей поведения рекомбинантной ДНК, то есть молекулы ДНК, сконструированной человеком in vitro из разнородных фрагментов, которые в природе никогда вместе не существуют. Эти аналогии помогают исследовать, каким образом мемы — идеи, передающиеся от человека к человеку, — могут быть скорректированы и объединены с другими мемами. Ученые считают, что это полезно в «социально-терапевтических» целях. Например, для борьбы с распространением радикальных и экстремистских идеологий.
6. Нейроэкономика
Наука о том, как «мозг принимает решения». Борьба производителей за кошельки покупателей становится все более научно обоснованной. Теперь на стадии разработки продукта к работе привлекаются не только психологи, но и нейрофизиологи. Они снимают и анализируют показатели активности мозга потенциальных покупателей. И уже на так важно, что говорит сам человек. Ведь ключевую роль играют процессы, которые происходят в его подсознании.
Нейроэкономические исследования показали, что в прифронтальной лобной зоне коры головного мозга есть зона принятия рациональных решений, «зона самоконтроля». У тех, кто хорошо умеет себя контролировать, она активно работает именно на эмоциональном фоне. Но таких людей встречается немного. Новая наука — нейроэкономика — направлена и на то, чтобы помочь корректировать подобные решения. Особенно это важно для клинических шопоголиков, пациентов с определенными расстройствами, которые могут спустить все деньги за час.
Ученые надеются, что им удастся синтезировать лекарство, изменяющее химию мозга в той области коры, которая отвечает за стремление к риску. Таким образом они научатся регулировать процессы импульсивного принятия решений.
7. Соноцитология
Это новое направление биологических исследований, которое изучает, как звучат клетки человека! В процессе своей жизни каждая клетка излучает некий волновой спектр, который при определенной обработке может быть трансформирован в звуковые импульсы. Оказывается, когда клетка умирает, ее импульсы могут быть преобразованы в подобие глухого бормотания на низких частотах. Под действием алкоголя клетки буквально «кричат» на самых высоких тонах. Звук от генетически модифицированных клеток сравним с шумом, возникающим в радиоприемнике, ловящем волну.
Впервые «послушать» клетки решил сотрудник Калифорнийского университета Джеймс Джимзевский.
Исследователи надеются, что в недалеком будущем их открытия помогут создать принципиально новые методы диагностики. Вполне вероятно, что «звучание» клеток позволит распознавать онкологические заболевания на самых ранних стадиях, когда недуг еще не столь опасен.
Ученые также мечтают составить «каталог звуков», которые издают клетки разных органов на разных этапах жизни и в разных состояниях.
8. Сеттлеретика
Как «переселить психику» человека из его смертного биологического головного мозга в бессмертный искусственный «нейрокомпьютерный мозг»? Ответом на этот вопрос занимается сеттлеретика. А это уже почти последний шаг к бессмертию человека.
Сеттлеретика пытается решить две основные задачи:
-как извлечь информацию из мозга (uploading);
-как загрузить информацию в искусственный носитель (downloading).
Сеттлеретика ищет новые носители сознания человека (downloading) и предлагает целый набор технологий: от вживления чипов в различные участки мозга и регенерации нервных клеток до управления парализованными мышцами с помощью нейроимплантантов.
Самые смелые мечты — переселить личность человека из стареющего организма в молодой биоклон. Активно обсуждается и вопрос о том, чтобы перенести личность в компьютер и сделать так, чтобы она постоянно существовала в виртуальном мире.
Новые научные направления коренным образом меняют нашу жизнь. Совсем недавно никто еще и не думал в научных кругах о том, чтобы говорить о бессмертии. Сегодня – это норма жизни. Дальше — еще интереснее.
И напоследок! Существуют науки, которые оказывают на нашу жизнь существенно меньшее воздействие, но предметы их изучения не менее интересны, а где-то даже просто невероятны.
Итак:
Гелотология – наука о смехе.
Зародилась в 70-х годах прошлого века в Америке. А ее основатель, Норман Казинс, вошел в историю как «человек, которому удалось рассмешить смерть». Он страдал от редкой болезни суставов. Когда у врачей опустились руки, Казинс закрылся в комнате и часами смотрел комедии. Результат был ошеломляющий. Через неделю у больного исчезли боли, через месяц он начал двигаться, а через два вышел на работу.
Гоминология – наука, которая занимается изучением «снежного человека».
На сегодняшний день единственным серьезным свидетельством существования снежного человека остается так называемый «знаменитый фильм Гимлина-Паттерсона». Его сняли 20 октября 1967 года два американца — Роджер Паттерсон и Боб Гимлин — в лесистых и диких горах Калифорнии. На пленке — прогулка гигантской самки «снежного человека».
Ампелография – наука, которая изучает сорта винограда.
Виноград чрезвычайно полезен, и ученые уже доказали, что с помощью виноградной диеты можно нормализовать кровяное давление, улучшить проходимость капилляров, укрепить стенки кровеносных сосудов, а также повысить уровень гемоглобина.
Гемеллология – наука о близнецах.
Удивительный факт — недавно ученые впервые зафиксировали на видео, как близнецы дерутся в утробе матери.
Филематология – наука о поцелуях.
14 февраля 2013 года в Таиланде был установлен рекорд на самый долгий поцелуй. 44-летний сотрудник службы безопасности Эккахай Тиранарат и 33-летняя домохозяйка Лаксана непрерывно целовались 58 часов 35 минут и 58 секунд.
Научная грамотность или научная грамотность включает письменную , числовую и цифровую грамотность, поскольку они относятся к пониманию науки , ее методологии , наблюдений и теорий . Научная грамотность главным образом связана с пониманием научных методов , узлов и методов измерения , эмпиризма и понимание статистики в частности корреляций и качественными по сравнению с количественными наблюдениями и агрегированные статистические данные , а также базовое понимание основных научных областях, таких как физика , химия , биология , экология , геология и вычисления .
Определение
В рамках PISA ОЭСР (2015 г.) научная грамотность определяется как «способность заниматься вопросами, связанными с наукой, и научными идеями как мыслящий гражданин». Следовательно, научно грамотный человек готов вести аргументированный дискурс о науке и технологиях, что требует умений для:
- Объяснять явления с научной точки зрения — распознавать, предлагать и оценивать объяснения целому ряду природных и технологических явлений.
- Оценивать и разрабатывать научный запрос — описывать и оценивать научные исследования и предлагать способы научного решения вопросов.
- Интерпретируйте данные и доказательства с научной точки зрения — анализируйте и оценивайте данные, утверждения и аргументы в различных представлениях и делайте соответствующие научные выводы.
Согласно Национальному центру статистики образования США, «научная грамотность — это знание и понимание научных концепций и процессов, необходимых для принятия личных решений, участия в гражданских и культурных делах и экономической производительности». Научно грамотный человек определяется как человек, который способен:
- Понимать, экспериментировать и рассуждать, а также интерпретировать научные факты и их значение.
- Спрашивайте, находите или определяйте ответы на вопросы, возникающие из любопытства по поводу повседневного опыта.
- Описывать, объяснять и предсказывать природные явления .
- Читайте статьи в популярной прессе с пониманием науки и участвуйте в социальных дискуссиях о достоверности выводов.
- Выявить научные проблемы, лежащие в основе решений на национальном и местном уровнях, и выразить позиции, основанные на научных и технологических аспектах.
- Оценивайте качество научной информации на основе ее источника и методов, используемых для ее создания.
- Формулируйте и оценивайте аргументы, основанные на доказательствах, и соответствующим образом применяйте выводы из таких аргументов.
Научная грамотность также может быть определена языком, аналогичным определениям океанской грамотности , грамотности в области наук о Земле и климатической грамотности . Таким образом, научно грамотный человек может:
- Понимать науку, имеющую отношение к экологическим и социальным вопросам.
- Четко говорите о науке.
- Принимайте обоснованные решения по этим вопросам.
Наконец, научная грамотность может включать особое отношение к изучению и использованию науки. Гражданин с научной грамотностью способен самостоятельно исследовать факты.
История
Реформы научного образования в Соединенных Штатах часто были вызваны стратегическими проблемами, такими как запуск спутника Спутник в 1957 году и экономический бум в Японии в 1980-х годах. Напротив, научная грамотность теперь понимается как то, что каждый должен иметь практическое знание науки и ее роли в обществе. Научная грамотность рассматривается как право каждого человека и требование для ответственных членов общества , которое помогает обычным людям принимать более правильные решения и обогащать свою жизнь. Сдвиг произошел в конце 1980-х — начале 1990-х годов, когда были опубликованы » Наука для всех американцев» и » Контрольные показатели научной грамотности» .
Первоначальные определения научной грамотности включали разработку фактического содержания, которое люди должны понимать, и это содержание часто следовало традиционным направлениям ( биология , химия , физика ). Науку о Земле несколько узко определяли как расширенные геологические процессы. Спустя десятилетие после этих первоначальных документов ученые-океанологи и преподаватели пересмотрели понятие научной грамотности, включив в него более современные, системно-ориентированные взгляды на мир природы, что привело к программам научной грамотности в области океана , климата , наук о Земле и так далее. Этот сдвиг обеспечил согласованность взглядов преподавателей на научную грамотность с направлениями и достижениями реальной науки в реальном мире.
Наука, общество и окружающая среда
Взаимозависимость людей и нашей природной среды лежит в основе научной грамотности земных систем. Согласно общенациональному консенсусу ученых и преподавателей, эта грамотность состоит из двух основных частей. Во-первых, грамотный человек определяется языком, который перекликается с приведенным выше определением научной грамотности. Во-вторых, перечисляется набор концепций, сгруппированных в шесть-девять крупных идей или основных принципов. Этот процесс определения был предпринят сначала для изучения океанов , затем для Великих озер , эстуариев , атмосферы и климата. Грамотность в области наук о Земле — это один из типов грамотности, определенных для систем Земли; Качества грамотного человека в области наук о Земле являются репрезентативными для всех определений грамотности в системе Земля.
Согласно Инициативе грамотности в области наук о Земле, человек, грамотный в области наук о Земле:
- понимает фундаментальные концепции многих систем Земли
- умеет находить и оценивать достоверную с научной точки зрения информацию о Земле
- информирует о науке о Земле осмысленным образом
- способен принимать информированные и ответственные решения относительно Земли и ее ресурсов
Все типы грамотности в земных системах имеют определение, подобное приведенному выше. Грамотность по вопросам океана далее определяется как «понимание нашего воздействия на океан и воздействия океана на нас». Точно так же веб-сайт климатической грамотности включает руководящий принцип для принятия решений; «люди могут принять меры для уменьшения изменения климата и его последствий». Затем каждый тип грамотности по системам Земли определяет концепции, которые учащиеся должны понимать после окончания средней школы. Текущие усилия по обучению грамотности в земных системах, как правило, больше сосредоточены на научных концепциях, чем на аспектах принятия решений, связанных с грамотностью, но действия по охране окружающей среды остаются заявленной целью.
Тема науки в социально значимом контексте появляется во многих дискуссиях о научной грамотности. Идеи, которые возникают в науках о жизни, включают намек на экологическую грамотность , «благополучие земли». Робин Райт, автор » Образования по клеточной биологии» , сетует, что «непонимание или недостаток знаний о науке поставят под угрозу наш демократический образ жизни и национальную безопасность?» Обсуждение физической грамотности включает вопросы энергосбережения , истощения озонового слоя и глобального потепления . Заявление о миссии Проекта химической грамотности включает экологическую и социальную справедливость. Технологическая грамотность определяется в трехмерном координатном пространстве; На оси знаний отмечается, что технология может быть рискованной и «отражает ценности и культуру общества». Energy Literacy может похвастаться несколькими веб-сайтами, в том числе одним, связанным с климатической грамотностью, и двумя правозащитными организациями.
Отношение как часть научной грамотности
Отношение к науке может существенно повлиять на научную грамотность. В теории образования понимание содержания лежит в когнитивной сфере, а отношения — в аффективной. Таким образом, негативное отношение, такое как страх перед наукой, может действовать как аффективный фильтр и препятствовать пониманию и будущим целям обучения. Исследования отношения студентов к изучению физики показывают, что это отношение можно разделить на категории реальных связей, личных связей, концептуальных связей, усилий студентов и решения проблем.
Аспект научной грамотности, связанный с принятием решений, предполагает дальнейшее отношение к состоянию мира, ответственности за его благополучие и ощущению возможности изменить ситуацию к лучшему. Такое отношение может быть важным показателем научной грамотности, как это описано в случае океанской грамотности .
Продвижение и оценка
Сторонники научной грамотности, как правило, сосредотачиваются на том, что узнает к тому времени, когда ученик оканчивает среднюю школу. Научная грамотность всегда была важным элементом движения за стандарты в образовании. Все документы по научной грамотности были составлены с явным намерением повлиять на образовательные стандарты как средство управления учебной программой, преподаванием, оценкой и, в конечном итоге, обучением по всей стране.
Существует множество программ по повышению научной грамотности среди студентов, включая несколько программ, спонсируемых технологическими компаниями, а также викторины и научные ярмарки. Неполный список таких программ включает в себя премию Global Challenge , Национальную чашу наук об океане и Action Bioscience.
Некоторые организации пытались сравнить научную грамотность взрослых в разных странах. Организация экономического сотрудничества и развития показало , что научная грамотность в Соединенных Штатах не заметно отличается от среднего показателя по ОЭСР. Science News сообщает: «Новый показатель для США, основанный на анкетах, проведенных в 2008 году, на семь процентных пунктов отстает от Швеции, единственной европейской страны, которая превышает американцев. Этот показатель для США немного выше, чем для Дании, Финляндии, Норвегии и Нидерландов. И это вдвое больше, чем в 2005 году в Соединенном Королевстве (и коллективной ставке для Европейского Союза) «.
Педагоги университетов пытаются разработать надежные инструменты для измерения научной грамотности, и использование инвентаризаций понятий расширяется в областях физики, астрономии, химии, биологии и наук о Земле.
Смотрите также: таксономия Блума