Le siècle dernier - rien que la dernière décennie, même - a vu des progrès étonnants en science et technologie, alors que nous avons acquis une meilleure compréhension de notre monde et de son fonctionnement. Mais alors que la science a les réponses aux questions que nos ancêtres n'auraient jamais cru pouvoir comprendre, il reste de nombreuses questions énormes qui n'ont pas encore obtenu de réponses pleinement satisfaisantes.
Celles-ci vont du philosophique au pratique, du mystère total aux questions auxquelles nous sommes proches de répondre mais qui ne sont pas tout à fait là. Lisez la suite pour découvrir ce qu'ils sont. Et pour en savoir plus sur les énigmes liées à l'espace, consultez 21 Mystères sur l'espace que personne ne peut expliquer.
1 Comment la vie a-t-elle commencé exactement?
Ne vous méprenez pas ici - les biologistes évolutionnistes ont une assez bonne idée de la façon dont certains organismes ont évolué en d'autres, mais ils ne savent toujours pas ce qui a tout déclenché. Comment sommes-nous passés de la "soupe primordiale" des éléments constitutifs de la vie à la formation de cellules auto-réplicatives?
La principale théorie des 50 dernières années est qu'une décharge électrique a conduit à des réactions chimiques qui ont créé les premiers acides aminés, mais les scientifiques ne sont pas tous d'accord. Certains pensent que le facteur causal était l'action volcanique et d'autres pensent que ce sont peut-être des météorites qui nous ont donné vie.
2 Pourquoi rêvons-nous?
"Pourquoi?" pourrait être la question la plus difficile à répondre à la science. Les humains rêvent certainement, comme en témoigne la technologie d'imagerie cérébrale avancée, mais à quoi cela sert-il? Pourquoi nos neurones continuent-ils de fonctionner alors que notre corps et notre esprit conscient sont au repos?
Les scientifiques cognitifs théorisent que la mémoire, l'apprentissage et les émotions peuvent être liés à notre capacité à rêver, mais jusqu'à présent, ils n'ont trouvé aucun lien concluant qui expliquerait les petits films étranges que notre cerveau joue pour nous pendant que nous dormons. Et si vous vous êtes toujours demandé ce que ces rêves étranges que vous continuez d'avoir signifient, consultez 50 secrets que vos rêves essaient de vous dire.
3 Y a-t-il un modèle derrière les nombres premiers?
Si vous avez oublié depuis votre dernier cours de mathématiques, les nombres premiers sont ceux qui ne sont divisibles que par eux-mêmes et 1. Les exemples incluent les nombres 3 et 7 et 3 169. Considérez-les comme les éléments constitutifs des nombres, car ils ne peuvent pas être réduits à des facteurs plus petits. Cette propriété leur permet de servir de clés de chiffrement pour la sécurité numérique, mais cela signifie également que les mathématiciens n'ont pas été en mesure de discerner un modèle pour lequel les nombres sont premiers, un problème connu sous le nom d'hypothèse de Riemann.
En comptant à partir de 1, vous pouvez avoir trois nombres premiers d'affilée, mais ensuite aller quarante nombres ou plus sans trouver un autre nombre premier. Déverrouiller ce puzzle pourrait avoir des conséquences pour une société comme la nôtre dont les réseaux de communication sont entièrement construits sur des chiffres. Et si vous ne vous souvenez pas très bien de ce qu'est un nombre premier et que vous voulez voir si vous pouvez toujours obtenir une note de passage, consultez 30 questions dont vous auriez besoin pour réussir les mathématiques de 6e année.
4 Quel est le remède contre le cancer?
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Malheureusement, nous ne pourrons jamais trouver un seul remède contre le cancer, car le terme «cancer» s'applique en fait à toute une collection de maladies codées dans nos gènes. Tout comme nous n'effacerons jamais toutes les bactéries de la terre, nous ne pouvons pas créer une pilule ou un vaccin qui guérira tous les types de cancer.
Cependant, au fur et à mesure que nous nous améliorons et améliorons à la fois la prévention et le traitement, nous allons mieux comprendre les facteurs qui sont sous notre contrôle et apprendre à les éviter. Pour en savoir plus sur ce que le cancer fait au corps, consultez 23 panneaux d'avertissement de cancer cachés dans la vue.
5 Pouvons-nous voyager dans le temps?
Bien sûr, nous voyageons tous régulièrement dans le temps, et la théorie de la relativité restreinte d'Einstein postule que le temps peut être compressé de sorte qu'une personne qui va assez vite puisse voyager loin dans le futur. En utilisant des concepts comme les trous de ver, certains physiciens ont même suggéré qu'il pourrait être possible de visiter le passé. Mais si c'était le cas, les gens du futur ne pourraient-ils pas vivre parmi nous aujourd'hui?
Nous ne savons pas, et ces hypothèses ne sont tout simplement pas testables dans des conditions connues aujourd'hui. À mesure que nous élargissons notre capacité de voir à travers et de voyager dans l'espace, nous pourrions en apprendre davantage et mieux comprendre ce qui est possible.
6 Notre univers est-il le seul?
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Semblable au voyage dans le temps, le voyage interdimensionnel est un autre concept de science-fiction bien-aimé qui semble offrir un potentiel illimité. Existe-t-il en fait des univers parallèles qui coexistent avec les nôtres? L'interprétation "de nombreux mondes" de la physique quantique le pense certainement.
Selon cette théorie, toutes les histoires et futurs possibles sont réels. La réalité est comme un arbre aux branches infinies, et nous ne pouvons en descendre qu'une. Malheureusement, il semble hautement improbable que nous puissions créer une machine qui nous transportera dans l'univers, par exemple, des bananes parlantes.
7 Qu'est-ce exactement que la conscience?
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Le concept de conscience existe dans la zone grise où la science rencontre la philosophie. Quelle est cette qualité que vous et moi avons qui nous fait prendre conscience de nous-mêmes, qui nous permet de penser, d'espérer et de créer?
Si nous pouvions faire passer un courant électrique à travers un cerveau désincarné de sorte qu'il semble fonctionner exactement comme le cerveau dans la tête d'une personne vivante, pourrait-on dire que le cerveau est également conscient? Le fait qu'il ne semble pas y avoir de moyen universel de détecter ou de mesurer la conscience est ce qui la rend si frustrante et insaisissable. Nous ne pouvons pas tout à fait comprendre la chose même qui nous permet de comprendre le monde. Et pour certaines vérités étonnantes que nous connaissons, consultez ces 100 faits impressionnants sur tout.
8 Où est toute l'antimatière?
L'antimatière est un concept difficile à comprendre: il est composé d'atomes avec les charges électriques opposées de la matière correspondante. Chaque fois que les scientifiques ont réussi à créer (de minuscules) quantités d'antimatière dans un laboratoire, ils créent également la même quantité de matière, et les deux substances s'annulent rapidement dans une explosion d'énergie.
Ce qui est si troublant à propos de ces expériences, c'est que les scientifiques les effectuent dans une tentative de comprendre le Big Bang, qui aurait créé toute la matière dans l'univers. Cependant, si créer de la matière signifie créer une quantité égale d'antimatière en même temps, pourquoi notre univers - plein de matière telle qu'elle est - existe-t-il? Où est passée toute cette antimatière et pourquoi n'a-t-elle pas annulé l'affaire?
9 Pourquoi l'univers est-il si lourd?
Lorsque les astrophysiciens s'assoient pour calculer une formule générale décrivant le comportement de l'univers, ils peuvent faire un travail raisonnablement précis… s'ils supposent qu'il existe une énorme quantité de masse que nous ne pouvons pas encore détecter.
Cette substance invisible, ou «matière noire», représente environ 95% de la masse dans l'univers, et pourtant nous ne savons pas ce qu'elle est, où elle se trouve, ni pourquoi nous ne pouvons pas l'observer. Les astronomes ont même trouvé des preuves d'une "énergie sombre" qui pousse l'univers à se développer.
10 Pouvons-nous créer de l'énergie de la même manière que le soleil?
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Tous les mystères de la science ne sont pas aussi abstraits que la matière noire; certains sont aussi pratiques que de trouver un moyen de produire de l'électricité. Puisque nous savons que les combustibles fossiles sont limités, nous devons trouver un moyen renouvelable et propre de produire de l'énergie.
Nous savons comment les étoiles procèdent - en se séparant ou en fusionnant des molécules - mais nous devons encore trouver un moyen de le reproduire en toute sécurité à l'échelle humaine. Si nous pouvons trouver un moyen de créer de l'énergie en divisant l'eau en hydrogène et en oxygène, nous avons peut-être trouvé le Saint-Graal des énergies renouvelables.
11 Comment vivons-nous avec les bactéries?
Le développement des antibiotiques est probablement la découverte la plus importante en médecine moderne, car non seulement il guérit directement certaines maladies, mais il rend également les blessures et les chirurgies infiniment plus survivables.
Cependant, la surutilisation des antibiotiques a fait évoluer certaines bactéries vers des formes que nos médicaments ne peuvent pas battre. Comment surmonter ce problème sans entrer dans une sorte de course aux armements avec des germes ou tuer les bonnes bactéries dont nous avons besoin pour vivre nécessitera une étude continue de l'ADN bactérien. Remarquablement, nous découvrons toujours de nouvelles bactéries dans des endroits inexplorés comme le fond des océans profonds.
12 L'océan est-il la véritable frontière finale?
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En parlant de l'océan profond, les biologistes marins estiment que nous n'avons exploré qu'environ 5% du fond de la mer. Dans de nombreux endroits, le sol est si profond et l'eau au-dessus de lui si lourde que nous devons envoyer des sondes sans pilote pour capturer des images et des échantillons à étudier.
Les organismes que nous avons trouvés jusqu'à présent sont, en termes scientifiques, tout simplement étranges. Il existe des vers tubicoles qui vivent sur des évents de soufre et des poissons à tête transparente et une substance qui pourrait aider à traiter la maladie d'Alzheimer. Que n'avons-nous pas encore trouvé? Découvrez tout ce que vous ne savez pas sur l'océan et découvrez 30 faits sur les océans du monde qui vous épateront.
13 Faut-il mourir?
Nous vivons déjà beaucoup plus longtemps - et en meilleure santé - que nos ancêtres, alors y a-t-il une limite à la durée pendant laquelle la science peut prolonger une vie humaine? Bien sûr, retarder la mort et l'empêcher sont deux choses très différentes, mais notre compréhension croissante du vieillissement, des maladies et de notre propre ADN repousse la limite supérieure de notre durée de vie. Les scientifiques ont déjà trouvé des moyens d'inverser le vieillissement dans les cellules individuelles, mais ils sont encore loin de traduire cette recherche en une procédure médicale utilisable.
14 À quel point les ordinateurs peuvent-ils être rapides et petits?
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Comparer les ordinateurs à carte perforée de la taille d'une pièce des années 1960 aux téléphones que nous avons maintenant dans nos poches est presque comique. Pour les programmeurs d'il y a 50 ans, un smartphone semble être la science-fiction la plus extravagante. Cette tendance va-t-elle se poursuivre? Les ordinateurs deviendront-ils infiniment plus petits et plus puissants?
Bien que les transistors deviennent plus rapides à mesure qu'ils rétrécissent, nous approchons de la limite nécessaire pour transférer l'électricité. Cependant, si les informaticiens peuvent créer des puces qui communiquent par l'énergie lumineuse au lieu de l'énergie électrique, cette limite disparaîtra.
15 L'intelligence artificielle se produira-t-elle?
Bien sûr, nous avons maintenant des machines qui pourraient être appelées à juste titre «robots» - elles font des choses comme construire nos voitures et emballer nos bonbons. Cependant, lorsque la plupart des gens parlent de robots, ils se réfèrent à des machines à intelligence artificielle.
De manière amusante, les scientifiques ont dit que la technologie de l'IA se situerait probablement dans les 15 à 20 ans à venir depuis les années 1960. Un problème est de savoir comment définir le succès - simule-t-il le comportement humain ou améliore-t-il les compétences humaines comme la reconnaissance des formes? Apportez le sujet épineux de la conscience et il y a encore plus de questions que de réponses en ce qui concerne l'IA humaine. Pour découvrir ce que les experts disent que nous ne verrons pas, consultez 20 technologies attendues depuis longtemps qui ne se produiront jamais.
16 Quelle sera la taille de la population?
En 1987, il y avait 5 milliards d'êtres humains sur la planète. Nous avons dépassé 6 milliards en 1999 et 7 milliards en 2011, et les meilleures estimations nous font passer les 8 milliards d'ici 2023. Alors… y a-t-il une limite?
La plupart des scientifiques affirment qu'il y en a, mais ils diffèrent en ce qui concerne cette limite et la rapidité avec laquelle nous l'atteindrons. On s'attend à ce que des ressources inadéquates ralentissent la croissance démographique après 2037, mais ce à quoi cela ressemblera est sujet à débat. La nourriture, l'eau propre et le carburant sont des facteurs limitants, alors quelle taille de population notre planète peut-elle supporter pendant une période prolongée? Si vous voulez savoir à quoi nous devrions nous préparer, consultez 30 choses que les scientifiques disent qu'il se passera si la population continue de croître.
17 Saurons-nous jamais tout?
Cette question va au cœur de la méthode scientifique: observer un phénomène, créer un modèle ou un récit qui décrit le phénomène, et utiliser ce modèle pour faire des prédictions. Cependant, la science des derniers siècles a dépassé ce que nous pouvons observer à l'œil nu, de sorte que les nouvelles découvertes reposent sur une technologie de plus en plus compliquée. Les outils dont nous disposons sont imparfaits et donc limités, alors que pouvons-nous vraiment savoir? Nous ne pourrons peut-être jamais créer un modèle qui décrit tout, mais à quel point pouvons-nous nous rapprocher?
18 Quelle est la taille de l'univers?
À l'heure actuelle, nous pouvons utiliser des télescopes de différents types pour «voir» environ 46, 5 milliards d'années-lumière dans toutes les directions. Cependant, aucun scientifique ne pense que l'univers cesse d'exister à une distance que nous ne pouvons plus l'observer. Jusqu'où s'étend-il alors?
Si l'univers est plat, il pourrait théoriquement être infini. S'il a une courbe, même une plus petite que nos instruments peuvent détecter, cela pourrait être la forme d'une sphère et donc limité. À mesure que notre technologie s'améliorera, nous pourrons probablement voir plus loin, mais nous ne saurons jamais avec certitude où elle se termine.
19 Que s'est-il passé avant le Big Bang?
Alors que le mot "bang" évoque une explosion, le Big Bang est mieux décrit comme le moment où l'espace lui-même a commencé à s'étendre et la physique telle que nous la connaissons. Le problème est que nous avons besoin de la physique elle-même pour décrire l'univers, donc demander à quoi ressemblait l'univers avant la physique revient à demander ce qui se trouve au sud du pôle Sud.
Il est possible que la mécanique quantique puisse décrire l'univers avant le Big Bang, mais nous ne savons pas avec certitude que ces lois étaient en place avant les lois de la physique.
20 Pouvons-nous télécharger notre cerveau dans des ordinateurs?
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C'est une question à laquelle les scientifiques espèrent avoir une réponse dans les prochaines décennies. À mesure que la vitesse et la complexité des ordinateurs augmentent, nous approchons du jour où la technologie artificielle peut se rapprocher de la puissance du cerveau humain.
Bien sûr, il existe des obstacles importants: les supercalculateurs ne peuvent pas exécuter plusieurs calculs simultanés et la quantité de mémoire nécessaire pour une vitesse de traitement correcte serait énorme. De plus, alors que notre capacité à cartographier le cerveau jusqu'à la synapse s'est améliorée, nous sommes encore à des années de pouvoir copier et coller un esprit humain.
21 À quel point une personne peut-elle être intelligente?
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Avant que quiconque puisse répondre à cette question, il doit se contenter d'une définition de l'intelligence. Est-ce simplement du QI? Mémoire? La capacité de faire plusieurs tâches complexes en même temps? La capacité de créer?
Si vous choisissez le QI, car il offre une métrique tangible, sachez que c'est une méthode de comparaison, donc le QI "possible" le plus élevé n'est aussi élevé que l'homme le plus intelligent du monde. N'oubliez pas non plus que les QI peuvent changer et peuvent être influencés par des facteurs culturels. Peut-être que la question que nous devrions plutôt poser est: "Qu'est-ce que cela signifie d'être intelligent?"
22 Serons-nous jamais en mesure de prédire les crashs économiques?
L'économie est aussi une science, bien que ses prédictions n'aient pas encore prouvé leur valeur à l'échelle macro. À la suite de la crise financière de 2008, de nombreuses personnes ont demandé: «Comment personne n'a vu cela arriver?
La vérité, bien sûr, est que quelques économistes l'ont fait, mais ces personnes ne sont pas nécessairement des génies rares dans le domaine - leurs données et modèles de prédiction se sont avérés justes dans ce cas.
L'économie englobe tant de variables, à la fois mathématiques et psychologiques, qu'il est aussi difficile de deviner ce que feront des systèmes financiers entiers que de deviner tous les choix qu'une seule personne fera au cours de sa vie. Nos calculs peuvent s'améliorer à mesure que nous accumulons plus de données, mais l'intersection des limites scientifiques avec l'imprévisibilité humaine signifie probablement que nous n'aurons jamais de modèle pour l'économie comme nous le faisons, par exemple, pour la réplication d'une cellule.
23 Qu'est-ce qui nous rend humains?
Nous savons instinctivement si un organisme ou une machine est humain ou non. Les animaux comme les perroquets et les dauphins pourraient avoir quelque chose qui s'approche de l'intelligence humaine, mais peu diraient que seuls les rendent humains. Les gens ne diraient pas non plus que les chimpanzés, nos plus proches parents avec lesquels nous partageons 96% de notre matériel génétique, sont totalement équivalents aux humains.
Où est la ligne de démarcation? Le saurions-nous si nous le voyions? La personnalité est-elle possible en dehors de l' Homo sapiens sapiens ? Nous n'avons pas de test définitif qui puisse donner une réponse oui ou non.
24 Est-ce la nature ou l'éducation?
Ce n'est pas parce que cette question est ancienne qu'elle n'est pas toujours d'actualité. Nous comprenons la génétique mieux que jamais, mais quelle part de qui nous sommes provient de notre ADN et quelle part de l'environnement dans lequel nous avons été élevés?
Les considérations éthiques limitent les scientifiques en termes d'expérimentation - il serait inimaginablement cruel d'élever un bébé dans une boîte sans interaction d'aucune sorte - donc nous ne le saurons probablement jamais avec certitude. Cependant, comme toujours, il est utile de comprendre autant que possible.
25 Existe-t-il une théorie unifiée de la physique?
La physique que vous connaissez probablement, du moins en termes très basiques, est celle que vous apprenez au lycée - masse, vitesse, gravité, etc. Einstein a poussé cette branche de la physique à l'extrême et a utilisé la relativité générale pour décrire les deux espaces et le temps. Cependant, lorsque vous essayez de décrire le comportement des plus petites particules subatomiques, vous avez besoin de la mécanique quantique.
Le problème survient lorsque vous essayez d'utiliser la mécanique quantique pour décrire les galaxies ou la relativité générale pour décrire les atomes; ce que nous observons ne correspond tout simplement pas à ce que ces théories disent devrait se produire. Lorsque les physiciens mentionnent une «théorie unifiée», c'est de cela qu'ils parlent - un moyen de relier la relativité générale à la mécanique quantique qui a du sens pour les deux. Pour des conseils et astuces sur la façon de vivre une vie heureuse, consultez Comment être heureux, selon Albert Einstein.
26 Que se passe-t-il à l'intérieur d'un trou noir?
Les trous noirs sont le point de rencontre de la relativité générale et de la mécanique quantique. Lorsqu'une étoile massive meurt, elle s'effondre sur elle-même, devenant si petite et dense qu'elle forme une singularité. La gravité autour de quelque chose d'aussi lourd est si forte que même la lumière ne peut pas s'échapper, donnant son nom aux trous noirs.
La relativité générale décrit ce que nous pouvons observer des trous noirs, mais pour comprendre ce qui se passe à l'intérieur de leurs horizons d'événements, nous avons probablement besoin de la mécanique quantique. Malheureusement, comme nous ne pouvons pas encore «traduire» ces concepts entre les deux types de physique, il est même difficile de former une théorie solide de ce que nous ne pouvons pas encore détecter.
27 Sommes-nous seuls dans l'univers?
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"L'espace est grand", a écrit le romancier Douglas Adams. "Vraiment grand. Vous ne croirez simplement pas à quel point c'est énorme, énorme, époustouflant."
Comment pouvons-nous vraiment dire qu'il n'y a pas d'autre vie là-bas alors que nous n'en avons exploré que la moindre fraction? Nous savons que certaines autres planètes ou lunes contiennent de l'oxygène et de l'eau liquide. Nous avons même entendu des signaux provenant des confins de l'espace lointain que les scientifiques n'ont pas pu expliquer.
Jusqu'à présent, nous n'avons trouvé aucune preuve définitive de la vie - même des organismes unicellulaires - se développant ailleurs que sur terre, mais ce serait la hauteur de l'orgueil de déclarer que cela signifie que nous ne le ferons jamais. Si vous voulez en savoir plus sur la vie folle de ceux qui explorent l'espace, consultez 27 choses folles que les astronautes doivent faire.
