Самый большой эксперимент по исследованию этих таинственных частиц может указать путь к новой физике. Вполне возможно, нейтрино — самые малоизученные фундаментальные частицы из известных нам. Почти иллюзорные, не обладающие зарядом, нейтрино редко взаимодействуют с другими частицами и, согласно первоначальным предсказаниями, не обладают массой. Теперь физики знают, что небольшая масса у нейтрино все-таки есть, но причи- на ее появления остается загадкой. Строящийся амбициозный проект DUNE пронесет нейтрино на расстояние 1,3 тыс км от Иллинойса до Южной Дакоты. Во время своего путешествия частицы могут совершать превращения из одного типа (или аромата) в другой. Этот феномен носит название «нейтринные осцилляции». Изучая такое своеобразное поведение нейтрино, ученые надеются понять происхождение массы нейтрино и ответить на другие вопросы.

Изучение внутренних диалогов людей проливает свет на скрытые механизмы работы сознания. Почти все люди разговаривают сами с собой в своих мыслях; этот феномен получил в психологии название «внутренняя речь». Внутренняя речь выполняет самые разнообразные функции, в том числе помогает нам структурировать планы, управлять эмоциями и реализовывать наши творческие способности. При этом исследовать ее крайне трудно. В последние годы психологи добились немалых успехов в изучении внутренней речи, во многом благодаря технологиям медицинской визуализации, которые позволяют увидеть мозг за работой. В ходе этих экспериментов ученым удалось проследить нейронные взаимосвязи, сопровождающие разговоры человека наедине с самим собой, и приоткрыть завесу над некоторыми величайшими тайнами человеческого сознания.

Воздействуя на сложные взаимоотношения растений с микроорганизмами, сельскохозяйственными вредителями, питательными веществами и другими компонентами фитобиома, биологи надеются решить проблему дефицита продовольствия. Пытаясь решить проблему глобального дефицита продовольствия, ученые занимаются поиском новых способов использования фитобиома — сложной системы, включающей сельскохозяйственные растения, микробное сообщество, почву, погодные условия, насекомых-вредителей и другие средовые факторы. Среди наиболее перспективных инноваций — покрытие семян пленкой из бактерий или грибов, которые отпугивают вредителей или способствуют росту и развитию растений. Первые партии таких продуктов уже поступили в продажу. Воздействие на фитобиом представляется менее неоднозначной процедурой, чем манипуляции с геномом растений, однако и она несет с собой определенные риски. Но в любом случае с помощью одних только биотехнологий решить проблему нехватки продовольствия невозможно.

Исследования показывают, что система школьных ваучеров снижает уровень знаний по математике и чтению. Почему же администрация Дональда Трампа так ухватилась за эту систему? Использование ваучеров первым предложил экономист Милтон Фридман. В 1955 г. он говорил, что правительство должно не руководить школами, а выделять родителям стипендии на обучение детей. Ваучеры играют центральную роль в школьной реформе, запланированной Министерством образования США. До сих пор единственная финансируемая государством ваучерная программа в США реализовывалась в городе Вашингтоне. В нескольких других городах и штатах проводились аналогичные эксперименты, но небольшого масштаба. В области математики и чтения полученные результаты были неоднозначными или негативными, однако при этом число учеников, окончивших старшую школу, увеличилось.

Движущаяся паутина оснащенных датчиками транспортных средств и «умные» перекрестки изменят дорожную обстановку в городе. Между машинами и городами давно сложились непростые взаимоотношения. Страдая от бесчисленных пробок и загрязнения воздуха, сегодня мы все чаще задумываемся об их несовместимости. Однако на протяжение ХХ в. автомобиль сыграл весьма значимую роль в градостроительстве. Французский архитектор швейцарского происхождения Ле Корбюзье в своей известной книге «Город завтрашнего дня и его планирование» сказал: «Автомобиль перевернул все наши представления о планировании городов».

Как маленькие дети приобретают свои знания? Этот вопрос уже давно волнует философов и психологов, а теперь им заинтересовались и программисты. Специалисты в области искусственного интеллекта изучают умственные способности дошкольников, чтобы разработать способы научить машину познавать мир. Две разных стратегии машинного обучения, основанные на попытках скопировать естественные способности детей, изменяют подход к разработке искусственного интеллекта.

Согласно теории космологической инфляции, по которой ранняя Вселенная расширялась экспоненциально, мы живем не просто во вселенной, но в огромном мультимире. Проблема в концепции мультимира заключается в том, что любые события, которые могут произойти, обязательно произойдут, причем бесконечное число раз. Это лишает теорию предсказательной силы. Физики считают, что могут решить проблему, иначе взглянув на концепцию мультимира, считая, что он эквивалентен квантово-механическому многолистному миру. В рамках последней концепции наша Вселенная есть одна из сосуществующих вселенных в «вероятностном пространстве», а не в едином реальном пространстве.

На медицинское обслуживание пациентов, страдающих шизофренией, США ежегодно тратит $60 млрд. Была надежда, что с помощью обширных генетических исследований удастся выявить причины этого психического заболевания. Такие исследования начались около десяти лет назад. Если бы нашелся испорченный ген, можно было бы создать новые методы лечения. Однако полученные результаты не оправдали ожиданий. В ходе исследований выяснилось, что не существует какого-то одного гена шизофрении, причины болезни очень сложны и в ее формировании участвуют многие гены. Для дальнейшего исследования нужно учитывать совместное влияние многих факторов, воздействующих на организм в раннем возрасте. Например, детские травмы и особенности внутриутробного развития в сочетании с генетической предрасположенностью могут влиять на риск развития заболевания.

Крупным головным мозгом, походкой на двух ногах и уникальным половым поведением человек, возможно, обязан утрате нескольких ключевых участков ДНК в процессе эволюции. В результате недавно проведенного анализа было выявлено более 500 участков ДНК, утраченных человеческим геномом, но сохранившихся у шимпанзе и других млекопитающих. Три из этих участков представляют собой переключатели генов; утрата двух из них дала возможность человеческому мозгу увеличиваться в размерах, а самим людям — образовывать прочные супружеские пары. Потеря нашими предками третьего участка усовершенствовала вертикальную походку, что позволило высвободившимся рукам научиться изготавливать орудия.

Новые фильмы о воздействии лекарственных средств на белки и о процессе фотосинтеза, снятые за миллионные миллиардной доли секунды, объясняют, как работают — или не работают — молекулы. Белки находятся в постоянном движении, участвуя в химических реакциях, которые составляют основу жизни. Это движение осуществляется на молекулярном и субмолекулярном уровнях так быстро, что его невозможно увидеть в микроскоп. Используя импульсы рентгеновского лазера, которые длятся всего лишь миллионные миллиардной доли секунды (10-15 с), ученые создали «молекулярные фильмы», которые демонстрируют, как меняется структура белков при их взаимодействии. Такие фильмы могут показать биологические реакции в беспрецедентных деталях и продемонстрировать, почему лекарства не всегда воздействуют на белки-мишени, а также каким образом в процессе фотосинтеза в растениях создается чистая энергия.