В этом году все внимание в мире было приковано к одному-единственному событию катастрофического характера — пандемии covid-19, однако в области науки и исследований были и многие другие заслуживающие освещения в СМИ события, начиная с дерзновенных космических полетов и кончая сверхпроводниками, работающими при комнатной температуре.
Пункт назначения Марс
Это был знаковый год для космических исследований. В июле, когда Земля и Марс выстроились таким образом, что запуск космического корабля на красную планету можно было осуществить максимально эффективно, туда полетели целых три аппарата. Объединенные Арабские Эмираты запустили свою первую межпланетную станцию Hope («Надежда»), которая будет находиться на орбите Марса, изучая его погоду. Китай запустил станцию «Тяньвэнь-1», на борту которой находится марсоход. Это будет первая попытка китайцев осуществить посадку на Марс. А Соединенные Штаты отправили на красную планету планетоход Perseverance («Настойчивость»), который будет проводить буровые работы и собирать образцы грунта на поверхности неизученного пока кратера Езеро, находящегося чуть севернее марсианского экватора. «Настойчивость» — это начальный этап партнерской программы НАСА и Европейского космического агентства, цель которого — привезти на Землю первые образцы марсианского грунта для проведения исследований.
НАСА также добилась успехов в своей первой попытке доставить образцы с астероида. В октябре автоматическая межпланетная станция «ОСИРИС-Рекс» (OSIRIS-Rex) забрала образцы пыли и грунта с астероида Бенну. Этот космический аппарат должен вернуться на Землю в 2023 году. Но это не первый аппарат, собравший материал на поверхности астероида. В начале декабря японский зонд «Хаябуса-2» обогнал «ОСИРИС-Рекс», благополучно совершив посадку в Австралии с образцами грунта с астероида Рюгу.
Китай совершил амбициозную попытку по изучению Луны, отправив туда свой первый лунный зонд, который должен привезти на Землю образцы грунта. Автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-5» 1 декабря совершила посадку в Океане Бурь на вулканической равнине. Механической рукой она произвела забор лунного грунта и заполнила им контейнер. Затем 3 декабря взлетно-посадочный модуль поднялся с лунной поверхности и успешно пристыковался к орбитальному модулю, который должен вернуться на Землю.
Лед и пламень
Это был год экстремальных условий окружающей среды. Все началось в январе с беспрецедентных природных пожаров в Австралии. Вышедшее из-под контроля пламя и густой дым убили несколько сотен человек, уничтожили тысячи домов и разрушили экосистемы. Хотя проводить полевые исследования в таких условиях было очень сложно, биологи сумели задокументировать разрушительное воздействие пожаров на биоразнообразие, а археологи изучили ущерб, нанесенный тысячам древних стоянок коренного населения.
Такие же катастрофические явления были отмечены по всему земному шару. Рекордные природные пожары выжгли сибирскую тундру, тропические влажные леса в Южной Америке и запад Соединенных Штатов. В Калифорнии огонь создал угрозу Ликской обсерватории на горе Гамильтон возле Сан-Хосе, которой 132 года, и обсерватории Маунт-Уилсон, что недалеко от Пасадены.
Сезон атлантических ураганов тоже побил все рекорды. Было 30 штормов, получивших свои названия. 12 из них добрались до береговой черты США.
Площадь морского льда в Северном Ледовитом океане в сентябре уменьшилась до рекордно низкой отметки, а в Антарктиде ученые продолжают изучать огромный и все более неустойчивый ледник Туэйтса, который сползает к краю континента. С помощью роботизированной подводной лодки были собраны данные, свидетельствующие о том, что подо льдом накапливается и смешивается теплая вода. Это вызывает опасения, что ледник может обрушиться.
Международные переговоры по климату заморожены, поскольку из-за ограничений на поездки в связи с пандемией до будущего года был отложен долгожданный климатический саммит ООН. Тем не менее, некоторые государства взяли на себя новые обязательства по климату. Китай пообещал к 2060 году стать углеродно-нейтральным, а Япония поставила перед собой цель к 2050 году свести к нулю выбросы парниковых газов. Евросоюз, который тоже намерен стать углеродно-нейтральным к 2050 году, выдвинул новые, весьма амбициозные краткосрочные цели по выбросам. Многие надеются, что с победой Джо Байдена на президентских выборах в США начнется переход к более безвредной для климата политике.
Политические перемены
Победу Байдена в ноябре праздновали не только климатологи. Когда Байден 20 января 2021 года вступит в должность, у него будет возможность отменить многочисленные решения администрации Дональда Трампа, которые наносят вред науке и здравоохранению. Байден обещал проводить более решительную политику в области климатических изменений и окружающей среды, следовать рекомендациям ученых в борьбе с пандемией covid-19, а также отменить запреты на поездки и облегчить иностранным ученым и инженерам переезд на постоянное жительство в США.
В Европе ученые продолжали выражать тревогу по поводу возможных последствий Брексита для финансирования науки и международного научного сотрудничества. Соединенное Королевство вышло из ЕС 31 января, но 31 декабря нас ждет еще одно важное событие, потому что в этот день закончится 11-месячный «переходный период». Несмотря на приближение этой даты, многие научные вопросы остаются нерешенными, включая вопрос о допуске к исследовательским программам Евросоюза.
В центре внимания неравенство
В 2020 году ученые присоединились к миллионам протестующих со всего мира, которые осуждали расизм и жестокость полиции после убийства в мае полицейскими Миннеаполиса Джорджа Флойда. Ученые рассказывали о своих впечатлениях от расизма в науке и призывали активнее бороться с системным неравенством. Многие ведущие научные организации выступили с обращениями в поддержку получившего мощный толчок движения «Жизнь чернокожих имеет значение». А 10 июня тысячи ученых, а также научные общества, университеты и организации (включая журнал «Нейчер» (Nature)) прекратили работу, чтобы поразмышлять о том, как бороться с направленным против чернокожих расизмом в науке.
Некоторые университеты сейчас планируют сменить названия своих зданий в студенческих городках, а также программ и памятников, посвященных историческим деятелям с расистскими и дискриминационными убеждениями. Ученые изучают меры, которые помогут в борьбе с расизмом и с применением силы в работе полиции. В октябре Медицинский институт Говарда Хьюза, находящийся в Чеви Чейз, штат Мэриленд, стал первым крупным научно-исследовательским учреждением в области биомедицины, обязавшимся выплачивать финансовую компенсацию за использование клеток чернокожей женщины Генриетты Лакс (Henrietta Lacks). В 1951 году врачи без согласия Лакс взяли у нее раковые клетки, а потом создали клеточную линию HeLа, благодаря которой сегодня работает биотехнологическая индустрия с многомиллиардным капиталом.
Физика прежде всего
Это был год важных открытий в физике конденсированных сред. Ученые продемонстрировали сверхпроводник, работающий при комнатной температуре. Этот материал проводит электричество без потери тепла и работает при температуре намного выше нуля градусов Цельсия. Но долгожданный прорыв сопровождается важной оговоркой. Пока такой материал может существовать только под давлением, близким по своему значению к давлению в центре Земли, из-за чего польза от сверхпроводника весьма ограничена.
Другой научный коллектив обнаружил первые убедительные доказательства существующих в двумерных системах частиц энионов. Это дает новые возможности для создания квантовых компьютеров. А в физической лаборатории на борту МКС создали первый конденсат Бозе-Эйнштейна. Это газ, который в невесомости ведет себя как отдельный атом. Этот метод поможет достичь рекордно низкой температуры, которая на двадцать триллионных градуса выше абсолютного нуля. Данное открытие позволит проводить более длительные и сложные эксперименты с такими конденсатами, чем это возможно на Земле.
Между тем, мир чистой математики был потрясен официальной публикацией озадачивающих работ Синъити Мотидзуки (Shinichi Mochizuki). Он еще восемь лет назад заявил, что решил важную задачу в теории чисел, которая называется abc-гипотеза. Правда, его утверждения до сих пор вызывают споры.
Еще два важных открытия помогут лучше понять структуру белков. Во-первых, разрешение криоэлектронной микроскопии достигло уровня в один атом, приблизившись по точности к рентгеновской кристаллографии, которая хорошо себя зарекомендовала, но является намного более неудобным и громоздким методом. Во-вторых, машинное обучение впервые успешно применили для установления структуры белков из их генетического кода таким способом, который близок к достижениям экспериментальных методов. По словам биологов, система «Альфа Фолд» (AlphaFold), разработанная лондонской компанией искусственного интеллекта «Дип Майнд» (DeepMind) (это партнер «Гугл»), может радикально изменить подходы к созданию лекарственных препаратов.
