Propiedad intelectual de Lei Mingzhi
1.
Terence Tao
Matemático de UCLA
Entre los grandes matemáticos de nuestro tiempo, es posible que muchos hayan obtenido una puntuación de 800 en la sección de matemáticas del SAT. Pero Terence Tao obtuvo una puntuación alta de 760 a la edad de 8 años y mostró su talento en matemáticas a una edad muy temprana. Veinticinco años después, Terence Tao, de 33 años, se ha convertido en uno de los matemáticos más destacados y respetados de Estados Unidos. De 65438 a 0999, Terence Tao, de 24 años, se convirtió en el profesor más joven en la historia de la Universidad de California en Los Ángeles. Más tarde ganó la Medalla Fields para matemáticos destacados menores de 40 años y fue conocido como el "Premio Nobel". en matemáticas."
En un tema en el que algunas personas pueden pasar toda su vida estudiando un problema difícil, Terence Tao ha hecho importantes contribuciones en muchos aspectos, desde ecuaciones no lineales hasta teoría de números, lo que explica en cierta medida por qué sus colegas todavía buscan su guía. El matemático de la Universidad de Princeton, Charles Fefferman, elogió a Terence Tao: "Sólo hay unos pocos matemáticos en cada generación que son los mejores. Él es uno de ellos. El propio Fefferman es un genio matemático".
La investigación más famosa de Tao involucra números primos o formas de números primos. El llamado número primo o número primo es un número entero positivo que no tiene otros factores excepto él mismo y 1. Aunque Terence Tao se centró principalmente en la investigación teórica, su innovadora investigación en detección por compresión permitió a los ingenieros desarrollar técnicas de imágenes más sofisticadas y eficientes para imágenes por resonancia magnética (MRI), instrumentos astronómicos y cámaras digitales.
Tao Zhexuan dijo: "La investigación científica es a veces como una serie de televisión que se transmite. Es posible que se hayan resuelto algunas tramas interesantes, pero todavía quedan muchas tramas maravillosas sin resolver por descubrir. Pero la investigación científica y Las series de televisión no lo son. Del mismo modo, tienes que descubrir lo siguiente por ti mismo". Tao Zhexuan dijo que le gusta desafiar algunos misterios difíciles, y que la única forma de escalar este pico es superar problemas relativamente pequeños y más controlables: "Si Hay algunas cosas. Sé cómo lidiar con eso, pero no puedo, y me siento angustiado por tener que callarme, calmarme y discutir el problema en detalle."
2. Jeffrey Bode
Químico orgánico de la Universidad de Pensilvania
No hay muchas maneras para que los químicos orgánicos "cosan" moléculas con estructuras complejas, dijo Jeffrey Bird, de 34 años. La investigación de Bird ha descubierto un nuevo método que podría ayudar a producir medicamentos basados en péptidos, como la insulina y la hormona del crecimiento humano, que suelen ser costosos. Muchos químicos orgánicos alguna vez pensaron que el método bien establecido utilizado para producir estas proteínas (agregar aminoácidos individuales como cuentas en una cadena) funcionaba bien. "Estos métodos son realmente buenos, pero sólo si estás tratando de producir proteínas relativamente cortas, o si quieres producir pequeñas cantidades de proteínas", dijo Bird.
A medida que las cadenas se hacen más y más largas, si Dado que las perlas individuales no se pueden unir formando "cadenas peptídicas", es más difícil distinguir estas secuencias incorrectas de las correctas. Para mejorar esto, Bird descubrió una nueva reacción química (la reacción de los alfa-cetoácidos con hidroxilamina) para formar enlaces amida. De esta manera, unió péptidos (cadenas de aminoácidos) pequeños y fácilmente sintetizados en péptidos más largos. Bird señala que en química orgánica "es posible encontrar métodos mejores y más eficientes que los que tenemos actualmente".
3.
Ecólogos de la Universidad de Alaska
Para explorar en profundidad el impacto de los gases de efecto invernadero en la ecología local y el clima global, Katie Walter, de 32 años, sigue buscando rastros de agua de los lagos árticos. metano. A medida que aumentan las temperaturas, el permafrost del Ártico se derrite y el agua helada fluye hacia los lagos.
Las bacterias del lago se alimentan de materiales ricos en carbono (restos de animales, alimentos y desechos anteriores a la edad de hielo) al tiempo que producen metano, un "colector de calor" 25 veces más potente que el dióxido de carbono. El aumento de metano provoca un aumento de las temperaturas, acelerando el derretimiento del permafrost.
"Esto significa que si abres la puerta del frigorífico, todo lo que hay dentro se derretirá", afirma Walter. Walter y sus colegas están catalogando el contenido de carbono en los "congeladores" árticos de Alaska y Siberia Oriental, intentando comprenderlo. ¿Cuánto se convierte en metano cuando el hielo se derrite? En 2006, el equipo de Walter descubrió que el Ártico estaba produciendo casi cinco veces la cantidad de metano que los científicos habían informado anteriormente.
4. Amy Bet
Bióloga de células madre en el Harvard Stem Cell Institute
En 1999, Amy Wegos recibió su doctorado en inmunología. Recibí una llamada del Registro del Programa Nacional de Donantes de Médula. Vegos se ofreció como voluntario para donar médula ósea hace unos años, pero ahora hay personas que la necesitan. Inspirado por este incidente, Wiegos desarrolló y estudió células madre de médula ósea y tomó las células madre adultas como tema de investigación postdoctoral. Hoy, Wegos, de 35 años, es uno de los científicos más destacados en el campo de las células madre adultas, las células que dan lugar a la sangre y los músculos. Sus esfuerzos de investigación incluyen aislar estas poblaciones de células, descubrir cómo las regula el cuerpo y comprender cómo estas células pueden usarse para tratar enfermedades.
Wegos ahora está determinando cómo se mueven las células sanguíneas entre la sangre y la médula ósea y cómo se reproducen. Este trabajo puede mejorar la tasa de supervivencia de las células trasplantadas, contribuyendo así a que los trasplantes de médula ósea sean más eficientes. Este verano, un nuevo estudio publicado por Wegos informó que el trasplante de células madre musculares en ratones con distrofia muscular mejoró su función muscular. "Inmediatamente empiezan a producir nuevas fibras musculares", dijo Vigos. Si bien aún queda un largo camino por recorrer antes de que estos hallazgos puedan trasladarse a las personas, los resultados siguen siendo muy alentadores. "
5. Joseph Tran
Joseph Tran
Matemático de UCLA
Podemos imaginar que, antes de someterse a una cirugía, no solo Los médicos lo han hecho cientos de veces antes, pero también han practicado con réplicas suyas. Joseph Trang, un matemático de 31 años que está ayudando a hacer realidad este sueño. Utilizando modelos matemáticos para simular cirugías que involucran los tendones de los pacientes. músculos, grasa y piel "Hemos estado usando ecuaciones matemáticas para simular el funcionamiento de estos tejidos", dijo Zhuang.
El primer paso es darle forma a esas ecuaciones para crear un "cuerpo humano digital". puede responder a la cirugía virtual de un cirujano en tiempo real. A continuación, la idea de Trang es permitir que los médicos personalicen esta herramienta. En el futuro, las tecnologías de imágenes médicas como la tomografía computarizada y la resonancia magnética pueden revelar si los tendones de un paciente son más grandes de lo normal. "Que sea lo más cercano posible a la experiencia real", dijo Zhuang. p>Físico Aplicado de la Universidad de Yale
La mecánica cuántica describe un mundo microscópico loco donde las partículas viajan a la velocidad del rayo, a menudo violando las leyes clásicas de la física. que damos por sentado, el objetivo de Si es utilizar leyes microscópicas "extrañas, incluso enigmáticas" para resolver los problemas que encontramos en el mundo microscópico. "El último 'momento eureka' será el descubrimiento repentino de lo que está haciendo un objeto microscópico". Algunas actividades que son absolutamente impensables en la física clásica. ”
Harris, de 36 años, está estudiando actualmente la presión insignificante producida por un solo fotón (partícula electromagnética) que salta de un pequeño espejo en movimiento. Podemos dar un ejemplo vívido para sentir la magnitud de estas presiones: On. En un día soleado, el sol empuja tu cuerpo con una millonésima de libra de fuerza que ciertamente no sentimos. Harris espera aprovechar las propiedades de los fotones para crear sistemas criptográficos irrompibles y sistemas astronómicos superpoderosos. Finalmente podremos detectar fenómenos invisibles que se formaron momentos después del Big Bang.
7. Sarkis Mazman
Biólogo de Caltech
Entre los 100 billones de bacterias que habitan el tracto digestivo humano, algunos patógenos pueden inducir enfermedades y respuestas inmunes malignas, mientras que otros tienen el sistema inmunológico para proteger al huésped. Sachis Mazmaniya, de 35 años, se dedica a investigar cómo las bacterias beneficiosas pueden mejorar la salud humana. "No les importamos en absoluto, excepto si podemos proporcionarles un entorno estable y nutritivo", afirma Mazmania, que ve la relación simbólica entre el cuerpo humano y sus microbios como una "mina de oro" para posibles tratamientos contra una amplia gama de enfermedades ".
Mazmania cree que la interacción entre el cuerpo humano y las bacterias intestinales es muy importante. Por ejemplo, podemos entender cómo la respuesta inmune anormal del cuerpo a estos microorganismos se convierte en cáncer de colon. "El potencial de las bacterias beneficiosas parece ser ilimitado", afirmó Mazmaniya. Añadió que la filosofía que sustenta su investigación es que "en la naturaleza, todo es posible. Por lo tanto, estoy dispuesto a investigar cuestiones científicas sobre cualquier posible causa o efecto". "
8. Doug Natelson
Físico de la materia condensada en la Universidad Rice
Doug Natelson, de 37 años, es el Benjamín del mundo microscópico ·Franklin. Estudia las propiedades de los electrones a nivel atómico. La coherencia entre la física clásica y la física cuántica a nivel atómico hace que el estudio de las propiedades electrónicas sea aún más importante. La investigación de Nissesson incluye el flujo complejo de electrones a través de transistores de una sola molécula y su interés en reemplazar los transistores de silicio en instrumentos electrónicos con materiales a base de carbono, semiconductores orgánicos. Esta incipiente tecnología podría hacer realidad el sueño de hacer realidad una electrónica orgánica delgada y flexible.
A diferencia de quienes dedican su principal energía a campos físicos como los superaceleradores de partículas y los agujeros negros supermasivos, Natterson ha difundido el evangelio de la materia condensada y la nanotecnología. Escribió en un blog muy popular para compartir su felicidad. todos. Dijo: "En mi corazón, me considero un experimentalista y estoy jugando con estos juguetes novedosos. Es muy interesante hacer este nivel de investigación física".
9. p>
Biólogo molecular de Caltech
En 2000, Michael Elowitz, de 38 años, diseñó un circuito genético que permitió que E. coli creciera en El plato brilla. Este es un gran momento, dijo. En retrospectiva, estas células se comportaron como luces navideñas fluorescentes. Pero este experimento que trajo buena suerte a todos finalmente fracasó. Aunque estas células emiten luz, lo hacen con distintas intensidades. Esta variabilidad entre células implicaba el mismo programa, lo que impulsó a Ilovitz a realizar una nueva serie de experimentos. Estos experimentos, dice, analizan "qué hace que diferentes células hagan cosas diferentes".
Ahora Ilovitz está estudiando los mecanismos mediante los cuales las células con los mismos factores genéticos usan y controlan fluctuaciones aleatorias en sus moléculas bioquímicas para generar diversidad celular. "Comprender el papel de las fluctuaciones caóticas nos ayudará a comprender cómo las bacterias supervivientes se diversificaron y cómo los organismos unicelulares dieron lugar a organismos multicelulares", afirmó Ilowitz.
10 .Yang Changhui (杨Changhui)
Ingeniería eléctrica y bioingeniería, Instituto de Tecnología de California
A medida que el rendimiento de los microscopios continúa mejorando, su volumen y costo también aumentan, lo que tiene un impacto directo en la influencia de la investigación. "No existe un acuerdo tácito entre la función del microscopio y sus necesidades básicas", afirmó Yang Changhui, de 36 años, que combinó tecnología de chips y tecnología de microfluidos para crear un microscopio en miniatura más económico. Dijo que el microscopio era aproximadamente del tamaño del vello corporal de un abejorro y que sus circuitos eran tan grandes como una moneda de diez centavos. No tiene lente óptica. Funciona pasando una pequeña cantidad de líquido a través de un microchip, que toma una fotografía de la muestra y la transmite a una computadora.
El microscopio se puede montar en un pequeño monitor portátil, aproximadamente del tamaño de un iPod. La idea de Yang Changhui es que los médicos de los países en desarrollo podrían utilizar la herramienta para analizar la sangre de los pacientes o comprobar los sistemas de agua locales. Dijo: "Será una herramienta muy duradera que los médicos podrán llevar en el bolsillo".
11.
Adem Reiss (Adam Reiss)
Astrofísico de la Universidad Johns Hopkins en Estados Unidos
En un equipo de astronomía liderado por Adem Reiss Después de que el equipo de investigación descubriera el Dado que la expansión del universo se estaba acelerando, comenzó a centrar su atención en el campo de la astronomía. Desde 1929, los científicos han creído que el universo se está expandiendo, pero hasta 1998, los científicos habían creído que la gravedad de la Tierra pondría fin gradualmente a la expansión del universo. Sin embargo, cuando Rees, de 38 años, intentó solidificar la teoría utilizando datos que había recopilado al observar explosiones de estrellas distantes, los resultados no cuadraron. Unos días después, demostró que sus datos mostraban que la expansión del universo se estaba acelerando.
Este descubrimiento demuestra que la enorme fuerza repulsiva generada por una misteriosa energía oscura vence la gravedad y acelera la expansión del universo. Esta energía oscura representa el 72% de la energía total del universo. "Es como lanzar una pelota al aire y sigue subiendo", dijo en septiembre, recibió una beca MacArthur de 500.000 dólares, que ahora planea utilizar para desentrañar los misterios de esta misteriosa energía oscura y su impacto en la Tierra. universo.
12. Nicole King
Bióloga de células moleculares de la Universidad de California, Berkeley
Nicole King, de 38 años, ahora está investigando cómo se forman las células unicelulares. organismos La respuesta a la evolución hacia plantas, hongos, animales multicelulares y otros tipos de vida. Para encontrar pistas, se centró en el estudio de los coanoflagelados, un grupo de eucariotas unicelulares considerados los organismos vivos más cercanos a los animales.
Mientras secuenciaban los cromosomas de uno de los organismos, Kim y sus colegas descubrieron el código genético del mismo fragmento de proteína utilizado para "unir" los mensajes transmitidos entre células animales. Es muy sorprendente hacer tal descubrimiento en este organismo. Según la hipótesis de King, las proteínas ancestrales de estos animales unicelulares alguna vez interactuaron con el entorno fuera de la célula. Se alimentan de bacterias y encuentran señales químicas uniendo las superficies de las células. Más tarde, esta condición hace que las células se peguen y puedan intercambiar información entre sí. King dijo que explicar el origen de los cuerpos multicelulares es clave para comprender los orígenes de los animales. Comentó que su investigación "mira hacia el linaje de nuestros antepasados y otros primates".
13.
Informático de la Universidad Carnegie Mellon
Luis von ahn, de 30 años, ha logrado pequeños logros en diversos campos de redes. Reservar billetes online y descifrar las imágenes distorsionadas de las palabras es el campo de trabajo de Feng An. En el año 2000, ayudó a desarrollar esta tecnología antispam, llamada CAPTCHA. La razón por la que CAPTCHA funciona es que una computadora no puede responder la pregunta que hace, sólo un humano puede hacerlo. El objetivo final de Von Ahn no era engañar a la computadora. Espera utilizar inteligencia específica humana para eliminar las deficiencias informáticas a la hora de completar algunas tareas importantes.
Una forma de cerrar esta brecha de inteligencia es con CAPTCHA. Utiliza unos 65.438,08 millones de usuarios de computadoras cada día - todos los cuales probablemente sean compradores de entradas - para escribir información y escanear texto en la página de inicio para enriquecerla. Hasta ahora, las computadoras no pueden reconocer palabras. Los investigadores esperan digitalizar completamente los archivos del New York Times desde la década de 1950 en adelante el próximo año. Feng An también compiló un programa de juego. Su propósito es: cuanto más juegas, más datos proporcionas, lo que ayudará mejor a la computadora a reconocer las imágenes. "No creo que lo que estamos haciendo vaya a ser probado", dijo.
Tapio Schneider
Científico ambiental de Caltech
. La compleja interacción entre la turbulencia atmosférica y los efectos del intercambio de calor tiene un fuerte impacto en el clima global. Tapeo Schneider, de 36 años, desarrolló un programa de simulación por computadora para comprender mejor cómo sus interacciones afectan el clima. "En teoría, no quiero crear un microclima para mí en el laboratorio, pero no podemos crear un clima global en el laboratorio, por lo que las simulaciones por computadora son la mejor segunda opción", dijo en un proyecto de desarrollo. Recientemente utilizó una simulación de la Tierra para demostrar que los monzones pueden formarse en aguas poco profundas, como los pantanos.
El modelo tradicional de Halley sobre los monzones no representa completamente las condiciones globales de los monzones. No se sabe mucho sobre el movimiento actual del vapor de agua a través del sistema climático, dijo Schneider. "Ésta es una de una serie de cuestiones que estudiaré durante muchos años". El objetivo de Schneider es desarrollar una serie de leyes físicas fundamentales para el clima. Dijo: "Las leyes de la termodinámica dan una descripción macroscópica del comportamiento microscópico. Espero que se puedan desarrollar leyes similares para el clima".
15. Sarah Seager)
Astrofísica del MIT
A finales de los años 1990, la comunidad científica cuestionó de una forma u otra la existencia de exoplanetas. En aquel momento, Sarah Siegel, de 36 años, hizo una audaz predicción de que estos objetos distantes y brillantes que pasaran por delante de las estrellas seguramente se convertirían en la próxima frontera para los astrónomos. La apuesta de Siegel finalmente dio sus frutos: sus modelos teóricos de la química de los exoplanetas ayudaron a los investigadores a medir la atmósfera de un mundo distante por primera vez. Siegel cree que descubriremos a los primos lejanos de la Tierra en los próximos años, pero su objetivo final está lejos de serlo.
"Lo que realmente quiero hacer es determinar qué tipo de gases podría producir la vida extraterrestre. Estos gases se acumularían en la atmósfera y potencialmente serían detectados a distancias muy largas", dijo como un paso en ese sentido. En esta dirección, Siegel está buscando "firmas" no basadas en oxígeno que la vida en la Tierra podría haber dejado atrás, como el sulfuro de hidrógeno. Siegel pasó su infancia en Canadá, donde su padre siempre desarrolló su creatividad con ideas. Ella dijo: "La fantasía es un hábito crucial, y es este hábito el que me convierte en un buen científico".
16.
Jon Jon Kleinberg.
Científico informático de la Universidad de Cornell
A mediados de la década de 1990, si buscaba "Discover Magazine" en línea, estaba examinando miles de resultados desordenados y luchando por encontrar las respuestas. necesidad. En 1996, Jon Kleinberg, de 24 años, desarrolló un algoritmo que revolucionó las búsquedas online. Hoy en día, si vuelves a escribir "descubrir revista" en el cuadro de búsqueda, el primer resultado de búsqueda que obtienes es la página de inicio de la revista, y todo gracias a Kleinberg. Kleinberg tiene 37 años. Creó el algoritmo de búsqueda de temas HITS basado en análisis de hipervínculos, que evalúa el valor de las páginas web a través de dos indicadores: autoridad (la calidad del contenido publicado y si es recomendado por otras páginas web) y hub (si está conectado a una excelente página web). páginas).
Kleinberg continúa integrando la informática, el análisis de datos y la investigación sociológica para ayudar a desarrollar mejores herramientas para conectar sitios de redes sociales. Según su idea, si vemos que la información aumenta con el tiempo a medida que viaja a través del espacio (lo que él llama puntos de acceso geográfico en Internet) depende de nuestro interés en un área particular. Nuestros vínculos de redes sociales y nuestras amistades pueden depender de estos puntos de acceso geográfico, lo que facilita las búsquedas "escribiendo una ubicación en lugar de un nombre o una hora", dijo Kleinberg.
17. Edward Boyden
Neuroingeniero, MIT Media Lab
Algunos tipos específicos de bacterias y algas tienen la capacidad de convertir la luz en el gen de la electricidad. Edward Boyden, de 29 años, insertó uno de estos genes en las células nerviosas, provocando que respondieran de manera similar. "Si iluminamos estas células, podemos activarlas", dijo. Además de crear células nerviosas genéticamente modificadas similares, Boyden está trabajando en la ingeniería de implantes cerebrales que pueden ser estimulados por pulsos de luz. Espera que el implante pueda ayudar a controlar enfermedades como la enfermedad de Parkinson. A veces, los médicos tratan la enfermedad de Parkinson implantando un estimulador que genera electricidad. "La luz puede hacer muchas cosas que los estimuladores eléctricos simples no pueden hacer", dijo Boyden. Usando esta técnica, los investigadores pueden hacer que sus células nerviosas modificadas genéticamente respondan. Al implantar un dispositivo óptico que emite diferentes tipos de luz, los investigadores pueden controlar los circuitos neuronales con mayor precisión.
18. Richard Bong Nu
El biólogo de sistemas de la Universidad de Nueva York
Richard Bong Nu, de 33 años, dice que es bueno registrar todas las partes obtenidas después. disección de células por tipo, pero el verdadero santo grial para los biólogos es saber cómo cada parte controla y gobierna la función de las otras partes. "Es posible que sepas que A y B están relacionados, pero eso no muestra una imagen completa del sistema. No sabes cómo interactúan las partes. Quería poner flechas en esas líneas para mostrar estos efectos". p >
Al rastrear la actividad de casi todos los genes en una arquea libre, un organismo procariótico que se parece a las bacterias, Bonu recientemente reunió todas las piezas para comprender cómo los genes afectan sus respectivas expresiones y luego le dejó describirlas como una máquina. El "circuito de control" de la vida orgánica. En el proceso, descubrió algo sorprendente: Archaea no respondía completamente a estímulos externos, como la luz y los químicos tóxicos. "Utilizará el mismo integrador para procesar estos estímulos ambientales, por lo que no tendrá un número infinito de respuestas". Señaló que comprender el rango limitado del comportamiento microbiano podría ser de gran ayuda en el desarrollo de medicamentos y biocombustibles mediante ingeniería genética.
19. Sean Flanner
Inventor de Huntingale Wind Energy Company
Sean Flanner, de 27 años, sabe cómo crear soluciones técnicas sencillas y prácticas que aportan cambios cualitativos. para la vida de las personas en los países en desarrollo. Él es parte de un equipo que trabaja en el uso de carbón de caña de azúcar como combustible barato para cocinar. Sus bolsas de plástico esterilizantes que funcionan con energía solar pueden purificar el agua y convertirla en agua potable. Por el contrario, el diseño del "cinturón de viento" de Vrana puede haber tenido el mayor impacto.
Su diseño se inspiró en los principios dinámicos utilizados por el puente Tacoma Narrows colapsado en 1940. Después de cuatro años de arduo trabajo, finalmente diseñó la primera turbina eólica sin turbinas del mundo. Cuando sopla el viento, un trozo de tela liso envuelto en Mylar vibra rápidamente, impulsando imanes montados entre bobinas en ambos extremos para generar electricidad. En los países en desarrollo, los "cinturones de viento" sólo necesitan generar 10 vatios de electricidad para iluminar una habitación durante toda la noche, sin necesidad de costosas y peligrosas lámparas de queroseno.
Al vender la propiedad intelectual de sus inventos a grandes empresas, Flana espera recaudar más fondos para proyectos creativos en países en desarrollo. Dijo: "Los países en desarrollo enfrentan los mayores desafíos. Creo que la mayoría de los inventos e innovaciones de mi vida se harán realidad en los países en desarrollo. Si fuera cualquier otra región, me volvería loco".
20 . Jonathan Pritchard
Geneticista de la Universidad de Chicago/Instituto Médico Howard Hughes
Es fácil pensar que la evolución ocurrió hace millones de años, pero Jonathan Pritchard, de 37 años, lo demuestra; que realmente nos estamos adaptando a nuestro entorno en tiempo real. En pocas palabras, la evolución nunca se detiene. Utilizando un modelo estadístico que rastrea la rápida propagación de variantes genéticas a través de las poblaciones, Prichard y sus colegas identificaron cientos de regiones genómicas que han mutado recientemente debido a la selección natural. Dijo: "Si aparece una nueva mutación en una determinada población y se vuelve popular, la selección natural aumentará rápidamente la frecuencia de esta mutación alélica. Muchas veces, la diferencia en la frecuencia de mutación entre las personas es pequeña. Si la diferencia de frecuencia es grande, destacan naturalmente”.