Podobe Znanja

Bilijarde bakterij, ki naseljujejo naše črevo, opravljajo najrazličnejše naloge, brez katerih ne bi mogli preživeti. Poleg tega, da pomagajo pri razgradnji hrane, izdelujejo najrazličnejše snovi, ki pomagajo ščititi naš imunski odziv in blažijo vnetja, vplivajo pa celo na naše razpoloženje ter igrajo pomembno vlogo pri duševnih motnjah, kot je depresija. Naše črevesje pa je tudi kraj, kjer nastaja odpornost na antibiotike in kjer se geni za odpornost prenašajo med različnimi bakterijami. Mikrobioto in njene vplive na naše zdravje raziskuje dr. Maja Rupnik s Centra za medicinsko mikrobiologijo Nacionalnega laboratorija za zdravje, okolje in hrano ter redna profesorica na Medicinski fakulteti Univerze v Mariboru.

Letošnji marec je bil že deseti najbolj vroči mesec zapored, za nami pa je leto dni, ko je prav vsak dan padel vročinski rekord temperature površinskih voda. Zdi se, da se segrevanje planeta pospešuje, izpusti toplogredni plinov pa se bodo po ocenah povečevali vsaj še nadaljnjih nekaj let. V tej luči postaja vse bolj relevanten tudi razmislek, kaj - poleg zmanjševanja izpustov - je še mogoče storiti. Dr. Blaž Gasparini je podnebni znanstvenik na Dunajski univerzi, ki preučuje oblake in njihov vpliv na podnebje pa tudi tako imenovani solarni geoinženiring. Geoinženirnig kot način umetnega poseganja v podnebni sistem sicer zbuja veliko pomislekov in nasprotovanja, vse več pa je podnebnih znanstvenikov, ki menijo, da moramo vendarle začeti razmišljati tudi o tem.

Kvantni računalniki napovedujejo novo tehnološko revolucijo. Njihov glavni adut je povsem drugačen pristop do reševanja problemov, ki temelji na zakonih kvantne fizike, zato so kos problemom, ki jim običajni računalniki niso. A takšna tehnologija ne skoči iz škatle polno realizirana. Razvija se skupaj z reševanjem povsem konkretnih problemov in lahko rečemo, da se je na tem področju zgodil izredno pomemben preboj. Matematični fizik prof. dr. Tomaž Prosen s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, je namreč v sodelovanju s skupino za kvantno računalništvo podjetja Google (Google Quantum AI), uspešno uporabil univerzalni digitalni kvantni računalnik na 46 superprevodnih kvantnih bitih za simuliranje kvantnih pojavov in pri tem ne samo potrdil lastne teoretične napovedi, temveč je odkril tudi povsem nove, presenetljive pojave, ki kažejo na obstoj novega univerzalnega razreda neravnovesne statistične fizike, in članek o tem objavil v prestižni reviji Science.

A če pogledamo dogajanje tako na področju naslavljanja podnebnih sprememb kot na področju upadanja biodiverzitete skozi širšo perspektivo zadnjih desetletij, lahko vidimo, da gre za orjaška problema, ki ju kljub konstantnemu poudarjanju o nujnosti trajnostnega, zelenega obrata, nikakor ne uspemo uspešno zgrabiti. Ne glede na določen napredek se – širše gledano – situacija vztrajno in vse hitreje slabša. Kje se torej trajnostne politike v praksi spotaknejo in kako se konec koncev v ekosistemih kaže vse močnejši pritisk različnih negativnih dejavnikov, bo v ospredju tokratne oddaje Podobe znanja, ko je naša gostja predstojnica Mediteranskega inštituta za okoljske študije pri Znanstveno-raziskovalnem središču Koper dr. Jerneja Penca.

Danes veliko pobud po regulaciji umetne inteligence prihaja prav s strani velikih tehnoloških podjetij, ki delujejo na tem področju. Prevelika mera regulacij bi koristila predvsem njim ter zavrla razvoj alternativnih rešitev in boljših orodij, je v Podobah znanja med drugim izpostavil prof. dr. Matej Kristan s Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani. Že tako v Evropi, in še bolj izrazito pri nas, resno zaostajamo po vlaganjih v razvoj umetne inteligence, ključne tehnologije 21. stoletja. A vendarle se tudi pri nas razvijajo izredno napredne in inovativne rešitve. Z umetno inteligenco danes mnogo natančneje in hitreje napovedujemo potencialne poplave na obali, v Sloveniji razvito orodje Hidra pa se že uporablja tudi drugod Evropi. Skokovit razvoj umetne inteligence se seveda pozna tudi na področju vizualnega zaznavanja; sodobni sistemi so kos vse bolj zahtevnim nalogam od prepoznave obrazov do sledenja predmetom in ljudem po prostoru v realnem času. Kaj omogoča to naglo povečevanje zmogl

Na Institutu Jožef Stefan so kot prvi na svetu izdelali modulator za ekstremno ultravijolično in rentgensko svetlobo, ki bi med drugim utegnil poenostaviti tudi proizvodnjo najnaprednejših čipov. Z vidno svetlobo lahko počnemo marsikaj. Relativno preprosto jo je z ustrezno tehnologijo manipulirati in usmerjati in to nam je, konec koncev, prineslo tudi vse bogastvo vizualnih, video vsebin, ki jih danes spremljamo na najrazličnejših zaslonih, in se niti ne sprašujemo, kaj je potrebno za to, da se denimo zaslon našega pametnega telefona tako hitro odziva na spremembe, da si lahko brez težav na njem ogledujemo filme v visoki ločljivosti. Stvari pa se močno zapletejo, ko se premaknemo po spektru k višjim energijam, na območje ekstremne ultravijolične in zlasti rentgenske svetlobe, in do zdaj modulacija rentgenske svetlobe ni bila možna. Skupina znanstvenikov z Odseka za kompleksne snovi na Institutu "Jožef Stefan" je ustvarila prvi svetlobni modulator za ekstremno ultravijolično in rent

Po vročinsko rekordnem letu 2023 se temperaturni rekordi vrstijo tudi letos. Vse bolj pereče postaja vprašanje, koliko se znamo in zmoremo na posledice podnebnih sprememb prilagoditi v praksi. Kajti posledice so že zdaj izrazito negativne in se kažejo na različne načine na različnih področjih. Kaj nepredvidljivo in vse toplejše vreme konkretno pomeni denimo za pridelavo hrane? Kako se posledicam prilagajajo v panogah, kot je turizem? Kako se bo potrebo drugačnim pogojem prilagoditi pri delu na prostem, kjer jo zdaj toplotne obremenitve povsem drugačne kot v preteklosti. To so nekateri raziskovalni vidiki, s katerimi se ukvarja doc. dr. Tjaša Pogačar z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani.

Virusi in bakterije so skozi dolgo evolucijo razvili celo paleto orodij, s katerimi si pomagajo pri preživetju in razmnoževanju. Izredno fleksibilnost teh orodij podrobneje spoznavamo šele ob pomoči vse bolj sofisticiranih naprav, ki nam omogočajo vpogled v samo strukturo molekul in v to, kako dejansko potekajo procesi, s katerimi si denimo virusi in nekatere bakterije odprejo celično membrano in vstopijo v celico, in kako se na raznolike načine branijo in prilagajajo okolju. Nova spoznanja seveda omogočajo tako boljše razumevanje dogajanja kot tudi odpirajo najrazličnejše možnosti uporabe. Za svoje delo na področju strukturne biologije je izr. prof. dr. Marjetka Podobnik, vodja Odseka za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu prejela Zoisovo priznanje.

Evolucija ni brez razloga določila, da naj bi prespali skoraj tretjino življenja. Razsvetljeno okolje, sodobni način življenja, v katerem vsak dan znova zmanjka časa za vse, kar bi želeli storiti ali početi, vse prepogost stres, in zasloni na vsakem koraku; vsi ti dejavniki nedvomno zelo slabo vplivajo na kvaliteto našega spanja. Poleg tega spancu na roke ne gre niti že globoko usidrano razmišljanje, da je nekako škoda nameniti spanju tako zajeten kos dragocenega časa. A nevrologi vse bolj spoznavajo, da ne spimo brez razloga tako dolgo. Med spanjem se namreč v naših možganih dogaja marsikaj. »Spanje je pomembno za rast, za delitev celic, za konsolidacijo spomina, pomembno je za dobro staranje,« našteva nočne procese, ki predstavljajo temelj dobrega imunskega odziva in prožnega uma nevrologinja in nevrofiziologinja prof. dr. Leja Dolenc Grošelj, vodja Centra za motnje spanja na Inštitutu za klinično nevrofiziologijo Nevrološke klinike Univerzitetnega kliničnega centra v Ljubljani. Gre za ponovitev pogovora,

»Rad dam analogijo z uglaševanjem instrumentov. Uglasiti kitaro mogoče ni tako hudo, kljub temu da se takoj sliši, če je razglašena. Uglasiti klavir je pa kar komplicirana stvar. Tega ne dela vsak sam,« o delu na presevnem elektronskem mikroskopu pravi prof. dr. Goran Dražić, ki je za svoje vrhunske dosežke na področju presevne elektronske mikroskopije materialov leta 2021 prejel Zoisovo nagrado. »To je metoda, ki je na preseku znanosti, umetnosti in obrti.« Je tudi metoda, ki je nujno potrebna, če želimo razviti vse nove materiale, ki naj bi odigrali ključno vlogo pri razvoju zelenih tehnologij. V ta namen pa je nujno razumeti dogajanje na nivoju atomov. »Fantastični so ti vzorci, ki jih narava zna narediti. Ampak te slike, te informacije moramo mi nekako kvantificirati. Znanost je vendarle stvar številk, ne pa mnenja ali občutka ali lepih slik.«

Najmočnejša poznana sončna nevihta bi danes povzročila na stotine milijard škode, ohromila bi navigacijske satelite in prizemljila letalski promet. Vesoljsko vreme nikakor ni nedolžen pojav. Čeprav je Zemlja pred neposrednim divjanjem sončnih neviht kar dobro zaščitena z elektromagnetnim poljem, so sateliti, pa tudi določena infrastruktura na Zemlji, precej ranljivi. Geomagnetna nevihta, ki bi bila po moči primerljiva s tako imenovanim Carringtonovim dogodkom iz leta 1859, bi bila danes katastrofalna. Takrat so prvič pokazali na nedvoumno povezavo med tako imenovanim sončnim bliščem, izbruhom elektromagnetnega valovanja na Soncu, in nenavadnimi pojavi na Zemlji, ko se je nočno nebo močno zasvetilo in je bilo severni sij videti tudi na ekvatorju. Vesoljsko vreme preučuje dr. Primož Kajdič z Oddelka za vesoljske znanosti Geofizikalnega inštituta Mehiške nacionalne avtonomne univerze, ki ga je gostila Nina Slaček leta 2022. Vabljeni k ponovnemu poslušanju pogovora! Vir foto: MMC/EPA

Kaj so razlogi, da se nekomu življenjska situacija zdi tako slaba in nerešljiva, da se mu zazdi samomor edina rešitev? Kateri so signali, ki nam lahko nakažejo, da nekdo razmišlja o tem, da bi končal svoje življenje? Za nazaj se morda znamenja, ki so kazala na hudo stisko, zdijo kot na dlani, a dejansko jih v praksi velikokrat spregledamo ali pa preprosto ne vemo, kako bi odreagirali, kaj bi rekli oziroma storili. A samomor ni le zelo drastičen in dokončen konec nekega življenja, ampak povzroči tudi hud pretres obsežnemu krogu ljudi. In lahko celo spodbudi nove samomore. »Učinek posnemanja je večji, kadar deterministično govorimo o samomorilnem vedenju in svojih stiskah, kot da je to edini način,« izpostavlja psihologinja izr. prof. dr. Vita Poštuvan z Univerze na Primorskem, ki je za svoje delo na področju suicidologije konec leta 2021 prejela Zoisovo priznanje. Oddajo Podobe znanja z dr. Vito Poštuvan smo prvič predvajali v januarju 2022, zdaj pa znova vabimo k poslušanju!

Bronasta in železna doba sta brez dvoma čas številnih sprememb. »V bronasti dobi je Evropa prvič zelo povezana,« pravi arheolog izr. prof. dr. Matija Črešnar. Zakaj? Za bron potrebujete baker in kositer. »Bakrene rude je na evropskem kontinentu razmeroma veliko, kositra je pa razmeroma malo. Če so ljudje želeli izdelovati uporabne in tudi modne predmete iz brona, so morali biti prepleteni, premreženi. Morali so imeti stik s trgovino, ki jim je prinašala osnovne surovine.« Toda kljub stikom na precej dolge razdalje, pa denimo oblačila ljudi iz pozne bakrene dobe kažejo ne kažejo na kake zaznavne družbene razlike. To pa se v starejši kameni dobi močno spremeni. »V starejši železni dobi vidimo ogromne spremembe med tistimi, ki so pokopani malodane brez pridatkov ali povsem brez in drugimi, ki so pokopani s številnimi: včasih tudi več desetimi keramičnimi posodami, s konji, konjsko vprego in orožjem. To orožje lahko prihaja recimo iz zahodne Evrope, denimo dolgi železni meči, in tako naprej. Se pravi, je to čas,

Ob trenutnih podnebnih zavezah se Sloveniji do konca stoletja obeta dvig 5 ⁰C glede na predindustrijsko dobo. To ustreza razliki med ledeno in toplo dobo oziroma 800 metrom razlike v nadmorski višini, izpostavlja meteorolog dr. Žiga Zaplotnik s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. V Podobah znanja je pojasnil temeljne mehanizme, zaradi katerih imajo določeni plini toplogredni učinek; zakaj imajo spremembe v intenziteti gibanja zračnih mas v ekvatorialnem pasu (t. i. Hadleyeva cirkulacija) neposreden vpliv na vreme pri nas ter pojasnil povezavo med toplejšim ozračjem in ekstremnimi vremenskimi dogodki, zlasti ekstremnimi nalivi. Gre za ponovitev oddaje, ki je nastala v decembru 2021.

V običajnem svetu ima vsaka stvar svojo temperaturo; od ekstremov kakih eksplozij supernov pri približno 100 milijardah Kelvinov tja do 0 Kelvinov pri - 273,15 stopinj Celzija na drugem koncu lestvice. Izkušnje - in podatki - nam tudi kažejo, da se temperatura različnih snovi sčasoma izenači, vroč čaj se pozimi zunaj čisto prehitro shladi, tako kot se poleti osvežilna pijača naglo segreje in se led v njej, ki ta proces nekoliko upočasnjuje, prej ali slej stopi. Za razliko od običajnega sveta v kvantnem svetu vladajo zelo drugačna pravila. Kvantni delec je lahko na več koncih hkrati; prepleteni delci vedno vejo, v kakšnem spinskem stanju je njihov prepleteni dvojček, čeprav so vmes velike razdalje, pa načeloma nič ne potuje hitreje od svetlobe. Ampak, ali je tudi možno, da neka kvantna snov sploh ne bi imela temperature? In če je temu tako, kaj je za to potrebno oziroma v kakšnih pogojih se to lahko zgodi? To so vprašanja, s katerimi se ukvarja izr. prof. dr. Lev Vidmar s Fakultete za matematiko in fiziko Univ

Preden neka zdravilna učinkovina postane zdravilo v prikladni obliki, z zagotovljeno kvaliteto in obstojnostjo, je za njo dolg in drag razvoj. To velja tudi za t. i. generična zdravila, saj morajo v tem primeru farmacevti poiskati povsem svojo pot do ciljne učinkovine. To je prof. dr. Zdenku Časarju, vodji razvoja v zgodnji fazi v podjetju Lek in predavatelju na Fakulteti za farmacijo Univerze v Ljubljani uspelo tako pri razvoju najenostavnejše in najkrajše sinteze zdravilnih učinkovin za zdravljenja raka kot pri razvoju dveh novih zdravil, med katerima je eno namenjeno zdravljenju diabetesa, drugo pa anemiji. Za svoje delo je letos prejel Puhovo nagrado za vrhunske dosežke na področju industrijske farmacije.

Letošnji Puhov nagrajenec za življenjsko delo, strojnik prof. dr. Jože Vižintin pravi, da v današnjih časih nikoli ne bi uspel priti na fakulteto. Izbirna merila so preozko zastavljena in marsikateri za stroko dragoceni talent ostane pred vrati. S tem pa se izgubi veliko potenciala, ki je nujen tako za razvoj vede, še zlasti pa za uspešen prenos inovacij v gospodarstvo. Akademska kariera prof. Vižintina se je tako začela nekoliko pozneje, kot je morda običajno, a že takoj s velikimi uspehi. Kot prvi na svetu je izmeril temperaturo, ki nastane v t. i. freting kontaktu in dokazal spremembo strukture, zaradi katere material izgubi trdnost in nosilnost. To je še zlasti pomembno pri ključnih elementih, kot so denimo ležaji v letalskih motorjih. A še marsikje je potrebno pravočasno zaznati, da se utegne nek stroj pokvariti. V ta namen je Jože Vižintin med drugim razvil računalniško diagnostike za napovedovanje življenjske dobe materialov in določanje obrabe strojev, na področju strojništva pa je še zlasti pomembna