Десять крупных достижений, позволяющих в перспективе решить серьезные проблемы и улучшить качество нашей жизни. Выражение «изменяющие мир» затрепано. Однако как еще охарактеризовать всемирно-историческое значение таких изобретений, как транзистор, Всемирная паутина или сотовый телефон? Некоторые идеи действительно меняют историю. Пока невозможно узнать, окажут ли подобное влияние поглощающие углерод гальванические элементы, проглатываемые роботы, квантовые спутники Земли или семь других рассматриваемых ниже идей. Большинство планов проваливаются, а крупнейшие идеи связаны с наибольшим риском. Однако путь идеи от смешной до верной не так уж долог. И некоторые из идей, несомненно, обещают стать преобразующими.

Все больше данных свидетельствуют о том, что покрытый льдом спутник Сатурна таит внутри себя подводные гидротермальные источники, а это ставит его на одно из первых мест в списке возможных очагов жизни вне Земли. Данные с орбитального зонда Cassini показывают, что подо льдом спутника Сатурна находится океан, выбрасывающий в космос фонтаны морской воды. Изучение спутника Сатурна и выбрасываемых им струй помогло ученым оценить температуру и состав океана на Энцеладе и представило доказательства существования гидротермальных источников на океанском дне. На Земле гидротермальные источники поддерживают экосистемы и, возможно, способствовали зарождению жизни. Потенциальная возможность жизни на Энцеладе зависит от возраста и продолжительности жизни его океана и гидротермальных процессов. Океан Энцелада и гидротермальные процессы в нем могут существовать, только пока он снабжает их своим внутренним теплом. Будущие экспедиции, вероятно, прояснят происхождение источника этого тепла и даже впервые обнаружат внеземную жизнь.

Благодаря новому экспериментальному подходу, возникшему на стыке химии и биологии, ученые могут рассмотреть, что происходит в глубине центра управления организмом. Нейробиологи смогут разобраться в работе мозга, только наблюдая одновременно и за отдельными клетками, и за всем органом в целом. При стандартном использовании оптических методов не удается заглянуть внутрь мозговой ткани, так как свет рассеивается на границах между водой и липидами клеточных мембран. Новые технологии позволяют убрать липиды, заменив их веществом, которое сохранит структуру мозга и при этом даст возможность заглянуть внутрь сквозь обычно непрозрачные слои. Используя методику замещения гидрогелем, ученые могут проследить конкретные нейронные цепи, контролирующие различные формы поведения.

Диеты и прочие стратегии, призванные замедлить старение, дали многообещающие результаты в опытах на простых организмах и даже мышах, но не смогли сколь‐либо заметно продлить срок здоровой жизни людей и других приматов. В этом плане, однако, заслуживают внимания внутриклеточные механизмы, активируемые диетическими ограничениями. На эти механизмы воздействуют некоторые лекарства от диабета и рака, которые сегодня проходят клиническую проверку как потенциальные антивозрастные средства.

Новые технологии редактирования генов вскоре можно будет использовать для лечения мужского бесплодия, внося изменения в генетический материал сперматозоидов. Эти изменения будут передаваться будущим поколениям, видоизменяя тем самым геном человека. Ученые пытаются успокоить общественность, которая полагает, что такие технологии неэтичны. На самом деле они пока нереализуемы, хотя есть и те, кто считает, что мы подошли слишком близко к «красной черте». Никак не решаемая проблема бесплодия десятилетиями подготавливала почву для принятия новой технологии.

В последние десятилетия разрыв между бедными и богатыми во многих странах по разным причинам увеличился. Не всякое неравенство доходов разрушительно для общества, но если оно позволяет небольшим группам людей менять правила игры в политике или экономике в свою пользу, то инновационный рост может прекратиться. Общество не достигнет большего благосостояния, если не решит проблему неравенства доходов и не обуздает пагубные типы социально‐экономического поведения, вызванные неравенством.

Писатели‐фантасты предсказывают будущее не лучше других. Оно все‐таки непознаваемо. Люди часто пытаются просто экстраполировать современные тенденции вперед в будущее, но общество и технологии обычно изменяются не в постоянном темпе. Другие методы предсказания также неэффективны. Однако в научной фантастике прогнозы играют другую важную роль: в них отражены темы, которые вызывают беспокойство в настоящее время.

Попытки объяснить странное холодное пятно в космосе привели ученых к открытию еще более странному: гигантской и почти совершенно пустой области. Космическое фоновое микроволновое излучение (реликтовое излучение) — самый древний свет, который пронизывает Вселенную. Анизотропия реликтового излучения содержит странное «холодное пятно», в котором температуры реликтовых фотонов несколько ниже среднего фона. Одно из возможных объяснений — предположение о существовании сверхвойда, гигантской и относительно пустой области, по пространственному положению совпадающей с холодным пятном. Фотоны света, идущие через нестационарный (то есть ускоренно расширяющийся) сверхвойд, изменяют энергию, уменьшая или увеличивая ее в зависимости от гравитационного потенциала (ансамбль таких фотонов изменяет температуру, становясь то холоднее, то горячее), — это интегральный эффект Сакса — Вольфа. Недавно астрономы предположительно открыли сверхвойд протяженностью 1,8 млрд световых лет, лежащий в той же области неба, что и холодное пятно. Однако пока наблюдательных данных недостаточно для доказательства однозначной связи этих двух структур.

Ученые выяснили, каким образом яд, введенный таракану крошечной осой, превращает насекомое в безвольную марионетку и в идеальный источник пропитания для ее потомства. Тараканьи осы используют живых тараканов в качестве источника пищи для своих личинок. Для этого они вводят в мозг (головные ганглии) своих жертв особую смесь химических соединений, изменяющую их поведение и метаболизм. Многие другие виды ос и наездников также используют яды сложного состава, позволяющие их личинкам паразитировать на пауках, гусеницах и даже личинках других перепончатокрылых, а иногда и превращать их в зомбированных защитников своего потомства.

Анализ крови может рассказать ученым многое о генетических различиях. До сих пор врачи предполагали, что выгорание — предшественник депрессии. Тем не менее болезни отличаются друг от друга генетической предрасположенностью. Такие факторы окружающей среды, как стресс, ведут к эпигенетическим изменениям в геноме, что увеличивает риск возникновения депрессии, если не провести лечение синдрома выгорания. Но подобные изменения обратимы: подходящая терапия и меры профилактики могут уменьшить риск выгорания на биохимическом уровне.