Những Thành Tựu Khoa Học Quan Trọng Của Năm 2023

Trong năm 2023, những sự kiện kinh tế chính trị chiếm hầu hết những trang báo chính. Chuyện ông Trump, chuyện Israel-Hamas, chuyện Nga-Ukraine là chủ đề chính để thiên hạ bàn tán. Không mấy ai để ý đến những thành tựu khoa học kỹ thuật. Một phần có thể là vì năm 2023 không có những phát minh mang tính đột phá kiểu như mạng internet, con chip điện tử của những thập niên trước. Tuy nhiên, nhiều thành tựu khoa học của năm qua được đáng giá là có ảnh hưởng lớn đến đời sống  của nhân loại.

Năm 2023 đã kết thúc. Hãy cùng nhìn lại một số thành tựu khoa học kỹ thuật đáng chú ý trong năm qua theo đánh giá của Bloomberg.

Năng lượng hạt nhân có vai trò quan trọng trong việc thay thế năng lượng hóa thạch để chống hiện tượng biến đổi khí hậu. Vấn đề là làm sao để sử dụng nguồn năng lượng này an toàn, hiệu quả hơn.

Trong năm 2023, các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore ở California (LLNL) đã bắn tia laser vào một xi lanh chứa viên nhiên liệu có kích thước bằng hạt tiêu, giải phóng được nhiều năng lượng hơn, tiến thêm một bước trong nỗ lực sử dụng năng lượng tổng hợp hạt nhân. Nếu kỹ thuật này được sử dụng thành thạo, nó có thể cung cấp cho thế giới nguồn năng lượng sạch gần như vô hạn. Các nhà khoa học cho biết họ đã tái tạo thành công qui trình ít nhất ba lần trong năm.

Kỳ tích của LLNL giúp hiểu rõ hơn về vật lý của phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nó làm gia tăng nguồn tài trợ cho các dự án năng lượng nhiệt hạch. Hiện có ít nhất 30 công ty khởi nghiệp đang nghiên cứu về phản ứng tổng hợp hạt nhân, sử dụng hàng tỷ đô la tiền tư nhân và trợ cấp của chính phủ.

Một khía cạnh đáng lo ngại của thành tựu hạt nhân này là nó có thể sử dụng trong mục đích chế tạo vũ khí giết hàng triệu người. The National Ignition Facility đặt tại LLNL được cho là gắn liền với ngành công nghiệp vũ khí hạt nhân. Nhiều nhà vật lý kêu gọi chỉ nên đầu tư vào các dự án có mục đích cung cấp năng lượng sạch. Một cuộc chiến tranh hạt nhân sẽ gây ra biến đổi khí hậu thảm khốc hơn rất nhiều so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Các nhà thiên văn học ước tính rằng vũ trụ đã được hình thành cách đây khoảng 13.7 tỷ năm từ vụ nổ lớn“Big Bang”.  Quan sát các vật thể ở xa có thể giúp các nhà thiên văn học nhìn được vũ trụ ở khoảng một tỷ năm đầu tiên. Thời điểm này quan trọng, là khi các ngôi sao và thiên hà phát sáng lên và tập hợp lại.  Trong năm 2023, viễn vọng kính không gian James Webb (JWST) bắt đầu gửi hình ảnh từ thời điểm đó. Phát hiện quan trọng nhất là lỗ đen siêu lớn lâu đời nhất. Nó ở trong một thiên hà có tên UHZ1, xuất hiện như cách đây 13.2 tỷ năm, khoảng  470 triệu năm sau Big Bang. Lỗ đen này có khối lượng tương đương với toàn bộ phần còn lại của thiên hà cộng lại. Phát hiện này có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu được các lỗ đen siêu lớn hình thành như thế nào, và vai trò của chúng trong việc định hình phần còn lại của vũ trụ.

Vào mùa xuân năm 2023, các nhà khoa học từ năm nơi trên thế giới công bố phát hiện ra những rung động lớn trong không gian và thời gian. Nhà bác học thiên tài Einstein lần đầu tiên dự đoán sóng hấp dẫn sẽ làm gợn sóng không gian, nhưng bằng chứng về sự tồn tại của chúng mãi đến năm 2016 mới được công bố. Phát hiện năm 2023 cho thấy các sóng dài hơn nhiều dâng lên và rơi xuống trong khoảng thời gian nhiều năm. Việc tìm ra chúng cần sự hợp tác của các nhà khoa học ở Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc và Úc. Sự hợp tác liên quốc gia như vậy đang trở nên phổ biến hơn, khi các nhà khoa học đảm nhận những dự án mà tự mỗi quốc gia khó có thể thực hiện một mình.

Câu chuyện y học được nhắc đến nhiều nhất vào năm 2023 là việc mở rộng sử dụng các loại thuốc giảm cân có tên là GLP-1, thường được biết đến nhiều nhất là Ozempic. Với cái tên thương mại Wegovy, loại thuốc kê toa để giảm cân và hàng loạt loại thuốc khác đã giúp hàng nghìn người giảm cân hiệu quả. Một số nghiên cứu cũng cho thấy GLP-1 làm giảm nguy cơ đau tim và đột quỵ ở người béo phì.

Một điều quan trọng khác là các loại thuốc này cũng làm sáng tỏ nguồn gốc của bệnh béo phì. Trước đây, người ta thường cho rằng những người béo phì thiếu ý chí do đó ăn quá nhiều, hoặc tập thể dục quá ít. Quan niệm sai lầm phổ biến này đã tồn tại trong nhiều năm. Theo một nghiên cứu gần đây của nhà nội tiết học của Harvard, bằng chứng khoa học chỉ ra rằng béo phì là do rối loạn nội tiết tố. Vấn đề này có thể xuất phát từ thói quen ăn quá nhiều đường và tinh bột tinh chế. Quan điểm về nội tiết tố giờ đây trở nên thuyết phục hơn nhờ các loại thuốc mới mô phỏng hormone GLP-1.

Trong nhiều thập kỷ, y học đã bỏ qua bệnh hồng cầu hình liềm, mặc dù nó gây đau đớn trầm trọng và tử vong sớm cho hàng nghìn người, hầu hết là người gốc Phi. Nhưng trong năm 2023 có hai phương pháp điều trị mới dựa trên sự thay đổi gen phức tạp, bao gồm cả phương pháp điều trị đầu tiên được FDA phê chuẩn bằng cách sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gen có tên là Crispr.

Bệnh hồng cầu hình liềm là do một biến thể di truyền tạo ra huyết sắc tố bất thường - một loại protein trong hồng cầu. Các tế bào trở nên biến dạng và có thể làm tắc nghẽn hoặc viêm mạch máu. Bệnh nhân có thể được chữa khỏi bằng cấy ghép tủy xương, nhưng chỉ có khoảng 25% số người mắc bệnh hồng cầu hình liềm có thể tìm được người hiến tặng phù hợp.

Cả hai liệu pháp mới đều sử dụng những cách khác nhau để thay đổi DNA trong tế bào tủy xương, khôi phục khả năng tạo ra huyết sắc tố bình thường. Đây chưa phải là giải pháp thiết thực, bởi vì chi phí điều trị là rất mắc, từ 2 đến 3 triệu đô la. Nhưng đó là một bước đi khởi đầu đúng hướng.

Vào tháng 5 2023, các nhà khoa học tuyên bố đã học được cách giải mã suy nghĩ của con người từ việc quét não, với hệ thống AI làm thông dịch viên. Những phát hiện này có thể giúp khôi phục khả năng giao tiếp của những người bị liệt nặng đến mức không thể nói hoặc viết.

Lợi ích của phát minh là rất lớn. Hãy tưởng tượng một người bị đột quị đang nằm trên giường bệnh không thể nói hay cử động, trong khi vẫn nghe vợ và bác sĩ tranh luận xem có nên rút thiết bị hỗ trợ sự sống và để anh ta chết hay không. Hay là tình huống xảy ra trong các phim hình sự, một người bị ám hại nhưng thoát chết, được điều trị trong trạng thái bất động dù trí óc vẫn còn hoạt động. Lúc đó các thám tử muốn hỏi để điều tra vụ án, nhưng người này không thể trả lời được.

Trên tạp chí Nature Neuroscience cho biết nghiên cứu để các tình nguyện viên nằm trong máy quét não trong khi nghe chương trình phát thanh. Hệ thống AI đã phân tích các kết nối giữa kiểu quét não và các từ. Cuối cùng, AI có thể biến mô hình não bộ thành từ ngữ. Khi tình nguyên viên nghe đọc: “Tôi chưa có bằng lái xe”, hệ thống đọc bộ não ghi lại rằng: “Cô ấy thậm chí còn chưa bắt đầu học lái xe”. Bản dịch này không hoàn hảo, nhưng vẫn chính xác đáng ngạc nhiên. Đây có thể là một công cụ mạnh mẽ giúp khôi phục khả năng giao tiếp với người bị liệt.

Trí thông minh nhân tạo đã thực hiện nhiều điều đáng kinh ngạc trong năm 2023, khiến nhân loại vừa vui mừng, vừa lo lắng. Những lợi ích và hiểm họa do AI đem đến là quá lớn, con người vẫn chưa thể hình dung hết. Trong lĩnh vực y học, nhiều bác sĩ đã kinh ngạc khi nói về thành tích chẩn đoán bịnh của ChatGPT-4 trong năm 2023. ChatGPT có thể chẩn đoán các vấn đề y học phức tạp, yêu cầu xét nghiệm và theo dõi chính xác. Thậm chí nó có thể đạt điểm tuyệt đối trong hầu hết các kỳ thi cấp giấy phép hành nghề y tế. Nhưng có điều gì đó vẫn xa lạ về cách lý luận của nó. Sẽ có những rủi ro khi tin tưởng quá nhiều vào AI trong chẩn đoán hoặc đề nghị phương pháp điều trị. Nhưng AI có tiềm năng to lớn trong việc giúp các bác sĩ trở nên thông minh hơn, nhanh hơn và giỏi hơn trong những gì họ đang làm.

Sự nhận ra những điểm tới hạn của khí hậu (climate tipping points) cũng là một chủ đề lớn của năm 2023. Những điểm tới hạn này trong quá khứ đã biến trái đất thành một hành tinh băng giá, hoặc mở ra những thời kỳ nắng nóng khắc nghiệt đến mức hơn 90% tất cả các loài bị tuyệt chủng. Các nhà khoa học đã nhiều lần cảnh báo trong năm nay về những tác động mà con người gây ra đang dẫn đến gần một thời kỳ diệt vong của trái đất. Những nghiên cứu ước tính rằng sự nóng lên chỉ 1.5 độ C so với thời kỳ tiền công nghiệp hóa có thể gây ra một số điểm tới hạn toàn cầu, bao gồm tan băng vĩnh cửu, cháy rừng nhiệt đới Amazon, sụp đổ các dải băng ở Greenland và Tây Nam Cực. Hai nghiên cứu trong năm 2023 cũng cho thấy sự chậm lại của dòng tuần hoàn ở khu vực Nam Đại Dương. Những dòng hải lưu này hoạt động giống như nhịp đập trái tim  của hành tinh, với các vùng nước lạnh ở vùng cực hút carbon, oxy và nhiệt xuống dưới, tạo ra các dòng chảy kết nối tất cả các đại dương trên hành tinh. Nhịp tim chậm lại giống như sự chết đang đến gần!

Vẫn còn thời gian để nhân loại tự cứu lấy mình bằng những kế hoạch toàn cầu chống lại sự nóng dần lên của trái đất. Vấn đề là các quốc gia, các chính trị gia có tin vào khoa học hay không. Nếu chỉ vì những lợi ích kinh tế trước mắt mà tuyên bố rằng “biến đổi khí hậu là điều bịa đặt”, thì nhân loại có thể sẽ tự diệt vong chính mình.

Khi đọc dòng tựa này, nhiều người sẽ nghĩ ngay đến một sinh vật thông minh đến trái đất từ một đĩa bay UFO. Nhưng không phải vậy. Một nghiên cứu mới được công bố vào tháng 11 2023 đã bác bỏ quan niệm sai lầm cho rằng chỉ có con người mới có thể tưởng tượng được quá khứ và tương lai, trong khi động vật chỉ sống trong hiện tại. 10 năm qua có nhiều phát hiện cho thấy nhiều loại sinh vật có thể suy nghĩ, lý luận và giải quyết vấn đề theo cách từng được cho là chỉ có ở con người.

Loài chuột có thể tưởng tượng và lên kế hoạch trước. Những phát hiện mới nhất giải thích về việc chuột thành phố mang những mẩu bánh pizza vào toa tàu điện ngầm, là nơi chúng có thể ăn cách xa những con chuột đói khác. Một nghiên cứu cho thấy heo có đủ đồng cảm để giải thoát những đồng loại bị mắc kẹt. Bò đã được huấn luyện đi tiêu tiểu đúng chỗ, một phát hiện cho thấy chúng có khả năng nhận thức về cơ thể vượt xa những gì con người từng nghĩ.

Hoá ra con người mải mê đi tìm sinh vật thông minh trong vũ trụ; nhưng có nhiều điều không nhận ra được dù chúng ở ngay trước mặt. Con người nỗ lực khám phá về nguồn gốc của vũ trụ, nhưng không thể đồng ý với nhau về hành động để bảo vệ trái đất khỏi sự diệt vong. Hãy hy vọng năm 2024 sẽ mang đến nhiều thành tựu khoa học, bao gồm cả những điều thiết thực để có thể cứu được ngôi nhà chung của nhân loại.

 

Nguồn: https://www.bloomberg.com/opinion/articles/2023-12-30/the-10-most-intriguing-science-breakthroughs-of-2023?leadSource=uverify%20wall