Opisy Serii Winfree

ANDY ELLINGTON Nie wiemy, jak zaczęło się życie na Ziemi ani jak zaczęło się gdzie indziej, ale badanie tego, jak proste chemikalia łączą się, reagują i ewoluują w laboratorium, daje naukowcom bogatszą i bardziej ugruntowaną
BROWAR – Wiele wspaniałych i natchnionych pomysłów przyszło do głowy myślicielom, którzy byli całkowicie oderwani od swoich umysłowych zadań. Długo poszukiwany pomysł lub rozwiązanie może spontanicznie pojawić się w chwili relaksu i rozproszenia, „Aha!” za chwilę.
BYŁEM TAK ZAANGAŻOWANY — Naukowcy i artyści są pochłonięci swoją pracą, zapominając o jedzeniu lub gubiąc poczucie czasu, miejsca, a nawet (kiedy jest naprawdę dobrze) siebie.
CEPHALOPOND – Programiści komputerowi mogą wykazywać się dużą. wyobraźnią. Sam termin „robak” jest fantazyjną metaforą. Niektórzy programiści mają błędy w swoich programach; inni mają mątwy.
CICHA NOC – Przygotowując próbkę do mikroskopii sił atomowych, złożone samoorganizujące się cząsteczki osadzają się na powierzchni miki, gdzie wkrótce zostaną sfotografowane. (Zobacz także „Skrzydła”).
CIEŃ DOSKONAŁOŚCI – Matematyka bada obiekty doskonałe – platoński ideał – ale często dowody mogą być chaotyczne i zagmatwane.
CUD SADZY – Nanorurki i kulki Buckyball (nazwane na cześć Buckminstera Fullera) to klatki z siatki przypominające drut w skali atomowej, których niezwykłe właściwości umożliwiają intrygujące podstawowe nauki i nowe zastosowania technologiczne. Znajdujące się w sadzy spalonego materiału zawierającego węgiel, podobnie jak diament, węgiel i grafit, powstają w wyniku naturalnych procesów.
CYFROWY UZDROWICIEL – Chip mikroprzepływowy to sieć rurek, zaworów, komór reakcyjnych i czujników umieszczonych w małym urządzeniu zdolnym do przeprowadzania skomplikowanych diagnoz medycznych.
DANE TANZERS – czipy mikromacierzy DNA pozwalają lekarzom i naukowcom odczytywać wewnętrzne działanie komórki. Pojedynczy chip może mieć setki tysięcy pikseli, z których każdy może wykryć obecność RNA dla określonego genu lub określonej mutacji genetycznej. Dane te mogą prowadzić do nowych odkryć i wnikliwych diagnoz.
DESZCZ ABSTRAKCJI – Problemy techniczne często rozwiązuje się, opracowując rozwiązania złożonych równań. W niektórych obszarach informatyki najbardziej eleganckie rozwiązanie problemu uzyskuje się po prostu przez zdefiniowanie odpowiednich abstrakcyjnych reprezentacji danych i procesów, co daje zaskakująco proste rozwiązanie.
DYSKRETYZACJA – technologicznej zmianie elektroniki z analogowej na cyfrową towarzyszyła zmiana paradygmatu w matematyce, gdzie matematyka dyskretna i kombinatoryczna zastąpiła tradycyjną ciągłą matematykę analityczną. Obiekty ciągłe są teraz konwertowane na dyskretne reprezentacje do przetwarzania na komputerach cyfrowych.
959 – nicień Caenorhabditis Elegans jest matematycznie wyjątkowy, ponieważ osobniki typu dzikiego zawierają dokładnie 959 komórek. Precyzyjnie określane jest również położenie każdej komórki. C. Elegans jest przezroczysta, więc funkcje i pochodzenie komórek można łatwo śledzić.
FLUORESCENCJA – Kiedy światło bombarduje cząsteczkę, foton może zostać wchłonięty, w którym to przypadku dodatkowa energia powoduje, że wiązania cząsteczki wibrują bardziej energicznie. Część tej dodatkowej energii wibracyjnej rozprasza się w otoczeniu cząsteczki w postaci ciepła. Jeśli energia nie zostanie całkowicie rozproszona, wibracje mogą się wyrównać, tworząc i emitując nowy foton o niższej energii i (zwykle) dłuższej długości fali; to znaczy fluoryzują.
FIZYKA W TWORZENIU – Formy materialne wymagają szeregu sił, ciężarów, gęstości, wektorów i innych składników, aby stworzyć nawet maleńką cząsteczkę. Niezliczone fasetowane kombinacje ciepła, masy, ruchu, światła i wibracji płynnie łączą się i splatają, tworząc otaczający nas świat.
GŁAZ SZEPTACZ – Technologia chipów komputerowych to w zasadzie sztuczna geologia. Litografia, technika używana do rzeźbienia przewodów i tranzystorów w krzemowym chipie, może zbudować wiele warstw struktur na płycie krzemowej. Ale prawdziwe opanowanie sztuki przekształcania nieożywionej skały w myślącą maszynę wymaga zrozumienia natury materiału. Powie ci, co może zrobić; posłuchaj silikonu.
HOMUNCULUS – Jako inteligentne istoty, które uczą się ze swojego otoczenia, ucieleśniamy zwierciadła świata, a nawet zwierciadła nas samych. Godnym uwagi przykładem jest to, że jeśli spojrzysz na czuciową i ruchową korę mózgu i zapytasz, do której części ciała się ona odnosi, otrzymasz (zniekształconą) mapę ciała.
INSTANTIACJA – Programy komputerowe muszą stale tworzyć nowe obiekty danych, gdy są potrzebne. Często używany jest standardowy szablon, a różne numeryczne, tekstowe lub algorytmiczne elementy formularza są wypełniane w celu zbudowania konkretnego obiektu zainteresowania. Aby zrozumieć otaczający nas świat, umysł w podobny sposób tworzy nowe pomysły, wypełniając ogólne szablony w pamięci podręcznej informacjami o danej sprawie.
INTROSPEKCJA MOLEKULARNA – Kiedy molekuły informacyjne, takie jak DNA, RNA i białka, zwijają się z wiotkiego liniowego łańcucha w konkretny kształt, taki jak enzym lub inna nanomaszyna, proces ten jest kierowany przez podsekwencje wzdłuż łańcucha, które wyszukują pasujące podsekwencje w innych częściach łańcucha. łańcuszek, a następnie zwiąż i zablokuj, aby ustabilizować zagięcie.
JEŚLI SIĘ ODWAŻYSZ – Badania naukowe nigdy się nie kończą. Z punktu widzenia nowych doświadczeń i wiedzy wyłaniają się nowe kierunki poszukiwań.
KIERUJ DO PRZODU – Kiedy czujemy się komfortowo w otoczeniu, szczególnie naturalnym, nasza energia i uwaga mogą z łatwością łączyć się z przepływem energii, wydarzeniami i porządkiem rzeczy wokół nas, prowadząc do wspaniałych pomysłów i spostrzeżeń. Ci, którzy mają dostęp do zasobów, kłamstwa i być może pomocy, są najlepiej przygotowani do działania na podstawie tych pomysłów i spostrzeżeń.
KOMPRESJA – Światło ściśnięte (fotony, których wibracje są ograniczone w porównaniu do normalnego światła) można wytworzyć w laboratorium.
KROPLE – Eksperymenty biochemiczne często wymagają niewielkich objętości cieczy – mikrolitrów lub mniej… ułamek kropli deszczu.
ŁĄCZENIE/ODGRYWANIE – Niektórzy naukowcy uważają, że cząsteczki organiczne pochodzące z wolnego wybiegu, przed życiem, spontanicznie połączyły się, tworząc pierwsze organizmy. Łączenie i rozszczepianie można zaobserwować w laboratorium, kiedy naukowcy tworzą samoorganizujące się nanorurki znane jako „żywe polimery”.
LAS KELP – Na powierzchni chipa DNA używanego do prototypowania sztucznej komórki nici DNA są przywiązane do podłoża, enzymy pełzają w górę iw dół nici, syntetyzując nowe cząsteczki, które powoli odpływają. Niektóre obszary są aktywne i zatłoczone; później fala aktywności będzie się przemieszczać.
LASY DRUTÓW — Natura buduje potężne komputery, czego najlepszym przykładem jest Twój mózg. Samoorganizacja molekularna pozwala naukowcom tworzyć obwody elektryczne poprzez ich hodowanie.
LIŚCIE KLONU – W nauce rzadko można bezpośrednio zobaczyć, czego się uczysz. Wyniki eksperymentów są zabarwione sposobem postawienia pytania i użytej aparatury eksperymentalnej. Kwestia ta jest szczególnie widoczna w fizyce kwantowej.
MARTWA NATURA Z AKTYNOLITEM – Przyrodnik odczuwa pokrewieństwo z różnymi wytworami natury w całej ich osobliwości i pięknie. Każdy z nas jest wyjątkowy, pociągają nas lub intrygują różne zestawy tekstur, procesów, funkcji, wartości i kolorów rzeczy. Te rzeczy i kombinacje wpływają na nas w cichy i niewidzialny sposób, wspólny dla całej ludzkości.
MARTWA NATURA ZE ŚLIWKAMI I CZEKOLADĄ – Kiedy zaczyna się nowe laboratorium, ważne jest, aby było ono napędzane entuzjazmem, energią, a zwłaszcza przekąskami o północy.
MATRYCA ZIEMSKA – A.G. Cairns Smith wysuwa hipotezę, że kryształy gliny dają początek życiu. Krystaliczna siatka, w miarę jak rosła i rozpadała się, zapewniała rusztowanie dla nowych wzrostów kryształów. W miarę jak kryształy te włączały do ​​swojej struktury więcej cząsteczek organicznych, w końcu stały się wystarczająco wyrafinowane, aby przejąć matrycę gospodarza i odpłynąć, być może podczas następnego przypływu, jako autonomiczne życie. (Zobacz także „Utrata entropii”)
MIASTO ŻYCIA – Całe organizmy – czy to drzewa, wieloryby, żaby czy ludzie – rozwijają się z pojedynczej komórki. Kiedy komórki się dzielą, każda połówka z natury „wie”, którą częścią organizmu powinna się stać jako następna.
MOSTKI KWANTOWE – Istotnym elementem pracy na styku nauki i technologii jest umiejętność wiązania ze sobą zjawisk w różnych skalach długości, gdzie jesteśmy zmuszeni myśleć o materii i jej właściwościach na różne sposoby.
MYMOSH SAMODZIELNY – W opowiadaniu Stanisława Lema Mymosz powstał przypadkowo, gdy przedmiot wyrzucony z przelatującego statku kosmicznego zatrząsł postnuklearnym wysypiskiem śmieci, powodując przewracanie się, zderzanie i przyczepianie różnych obiektów, tworząc myślącą istotę.
NAJLEPSZY Z WSZYSTKICH MOŻLIWYCH ŚWIATÓW – Zasada standardowego działania mówi, że ze wszystkich systemów ścieżek, które cząstka, taka jak foton, może wybrać, wybrać tę, która ma minimalną wydajność energetyczną. Analogiczne zasady stosowane są w oprogramowaniu, które znajdują źródło z miejsca A do miejsca B, znajdując cenę za bilet na koncert lub znajdującą najlepszą prawdopodobną interpretację danych.
NAPIĘCIE — niektóre konstrukcje są wykonane ze sznurków i rozpórek (jak most wiszący lub kości i ścięgna żywych stworzeń), gdzie każda rozpórka jest oddzielna, a każda lina jest naprężona w taki sposób, że konstrukcja się nie zawala. Napięciowa integralność obiektu lub systemu utworzonego przez tę równowagę elementów naprężonych to tensegrity lub pływająca spójność..
NAWRÓT – Teoria sterowania bada, w jaki sposób pętle sprzężenia zwrotnego między czujnikami i siłownikami można wykorzystać do stworzenia solidnych reagujących systemów, od tempomatu samochodowego po roboty w fabryce lub obwody biochemiczne w komórce.
NERWOWE STWORZENIA – Organizmy otaczają samowystarczalną jednostkę informacyjną zalaną prądami i siłami, przetwarzającą, rozszyfrowującą i reagującą na swoje otoczenie. Tworzenie sieci neuronowych i analizowanie ich zachowania wymaga połączenia matematycznych teorii informacji, obliczeń, optymalizacji i adaptacji.
NEUROTANGO — podczas słuchania muzyki neurony w uszach kodują dźwięki w sekwencję sygnałów elektrycznych, zwanych ciągami kolców, które rejestrują rytm, tony i fakturę tego, co słyszysz. Pociągi kolców są wysyłane do twojej kory mózgowej, gdzie dźwięki są postrzegane, cieszą się nimi i interpretują.
NIEBO I ZIEMIA – W naszym wielopłaszczyznowym życiu te rzeczy, które zakotwiczają nas w ziemi, które uziemiają nas i zapewniają podstawę, mogą pozwolić naszym subtelnym umysłom wędrować, śnić i odwiedzać odległe królestwa w naszych myślach. Tutaj myśli i wrażenia poruszają się szybciej niż światło.
NIECZYTELNE – zawiązanie złożonego węzła lub ustawienie kombinacji lub kodu jest prostą sprawą. Znacznie trudniej jest rozwiązać węzeł lub złamać kod.
PĘKNIĘCIE TKANINY — Samonaprawiające się obiekty, od prostych (np. woda) do złożonych (np. ogon salamandry), są w stanie naprawić uszkodzenia w swojej strukturze. W biologii molekularnej samonaprawiające się fragmenty są dobrymi kandydatami do mutacji, a tym samym do ewolucji. Proces odkryć matematycznych sam w sobie może być samoleczący, ponieważ równoważy zamieszanie spowodowane paradoksami w świecie rzeczywistym.
PIĘKNO – Dzięki determinacji i wielkiej cierpliwości poszukiwacz jest często nagradzany odkryciem wyjątkowych i niezrównanych wyników.
PIERWSZY SMAK — Ekspozycja w młodym wieku na radość z odkrywania może spowodować poważne piętno i wywrzeć wrażenie na całe życie w czyjejś ciekawości. Wbrew wszelkim przeciwnościom – Czasami czyjaś historia życia może wydawać się wyreżyserowana lub wymyślona do tego stopnia, że ​​jest niemożliwa – seria niezwykłych wydarzeń, zbiegów okoliczności, wielkich trudności i kluczowych wyborów prowadzących do wyjątkowej pracy i wiedzy tej osoby, jakby z przepisu.
PLAN NA 500 LAT – Podróże międzygwiezdne mogłyby być zarządzane przez samoskładające się statki kosmiczne, które wylądowałyby na dogodnej planecie lub meteorycie, zmontowałyby nowe części z dostępnych surowców, dokonały napraw i znów wyruszyłyby w drogę.
PŁOTKARZ – Podczas eksploracji nieznanych granic nigdy nie wiesz, jakie niespodzianki pojawią się w następnej kolejności. Dzięki uporczywej ciekawości i uważnemu myśleniu z chaosu wielu zmiennych i niepewności eksperymentalnej wyłaniają się jasno określone fakty.
PŁYWAJĄCA MARTWA NATURA – Ci, którzy mają instynkt oceniania i robienia tego, co należy zrobić, oraz dbania o potrzeby innych, podnoszą na duchu i poprawiają życie otaczających ich osób.
PODSTAWOWE KONCEPCJE – Organizmy i ich części w jakiś sposób „wiedzą”, kiedy zacząć, zmienić lub przestać rosnąć. Tak jak komputery liczą w sposób algorytmiczny, logarytmiczny lub binarny, tak samo biologia „liczy” na swój własny, biochemiczny sposób.
POJEMNOŚĆ CIEPŁA – Aby zasilać nanomaszyny, paliwo molekularne musi magazynować energię w stabilnej formie – stabilnej, dopóki nie zostanie uwolniona.
POLA MOLEKULARNE NA ZAWSZE – W skali człowieka płaska powierzchnia to prosta rzecz. Ale bliżej, jego niesamowita złożoność staje się oczywista. Inżynieria molekularna może kontrolować część tej złożoności, wykorzystując samoorganizację do powlekania powierzchni i umieszczania złożonych cząsteczek w określonych miejscach.
PORTRET PETER GACS — Od czasów Pitagorusa i prawdopodobnie wcześniej, matematycy postrzegali świat jako złożony z liczb, co doprowadziło do wielkich odkryć.
POSZUKIWANIE ŹRÓDŁA – Prosta bakteria, wielkości zaledwie mikrona, może znaleźć pożywienie (powiedzmy cukier) poprzez „wąchanie” jej zapachu. Pływa w przypadkowym kierunku, a jeśli zapach staje się silniejszy, płynie dalej; jeśli nie, próbuje nowego kierunku, ostatecznie docierając do źródła. Podobnie naukowcy mogą uchwycić przebłysk wyższej prawdy z poszczególnych eksperymentów i na ślepo zrobić to samo.
POWINOWALNOŚĆ – Eksperymenty przeprowadzane w płynnym ośrodku z bardzo małymi cząsteczkami przedstawiają wyjątkowy impas, gdy eksperyment polega na stykaniu się tych cząsteczek – na przykład łączeniu się ze sobą w celu utworzenia większej funkcjonującej jednostki. Kawałki są tak małe, a kropla płynu tak duża, że ​​cząsteczki raczej nie mogą się znaleźć, chyba że są zaprojektowane tak, aby się przyciągać.
PRAWIE RZECZYWISTOŚĆ — abstrakcje matematyczne nigdy nie wyglądają jak prawdziwe, ale często są tak samo potężne i często są bardziej koncepcyjnie pouczające w abstrakcyjny sposób.
wyobraźnię dotyczącą tego, jak mogły wyglądać pierwsze organizmy — i już doprowadziło do powstania interesujących biotechnologii.
PROCES ELIMINACJI – Zaawansowane terapie medyczne obejmują roboty molekularne zaprogramowane do „pełzania” na zewnątrz docelowych komórek (takich jak komórki rakowe) po rozpoznaniu diagnostycznych markerów powierzchniowych komórek, które identyfikują je jako złośliwe. Gdy cząsteczka oddziałuje z błoną komórkową, skutecznie ją rozcina, niszcząc komórkę.
PROCES MIGRUJĄCY — rozproszone roboty molekularne to stada prostych maszyn komunikujących się ze sobą w celu wykonywania wspólnych zadań. Podobnie jak mrówki, te roboty mogą łączyć się ze sobą, tworząc łańcuchy lub chodzić jeden na drugim, tworząc zbiorową nadbudowę.
PRZEMIESZCZANIE – Przemieszana materia na wszystkich poziomach, od neutrin po kosmos, z konieczności istnieje w pojemniku. Małe znaczenie „pustej” przestrzeni jest często pomijane tylko dlatego, że jej „nie ma”.
PRZESTAWIENIA – Samoorganizacja to proces, który spontanicznie tworzy porządek. W skali molekularnej samoorganizujące się komponenty nie „wiedzą”, dokąd się udać – ale tam docierają. Cząsteczki łączą się i osiedlają na tak wiele sposobów, przypadkowo dopasowując się do siebie, że w końcu, kawałek po kawałku, stają się złożone i mogą budować się jeszcze bardziej.
PRZYGODY W MECHANICZNYM MYŚLENIU – Maszyny mogą się uczyć, przynajmniej trochę. Dzięki postępowi naukowemu będą nadal stawać się mądrzejsi iw końcu będą mogli odkrywać i postrzegać świat na swój własny sposób.
PRZYGOTOWANY UMYSŁ – Często najlepszy wynik naukowy jest najprostszy. Z perspektywy czasu rozwiązanie lub odkrycie może być tak nieskomplikowane i oczywiste, że aż zaskakujące lub eleganckie. Jednak zbliżenie się do tej prostej prawdy mogło wymagać wyrafinowanych instrumentów i skomplikowanych metod, aby zbadać tysiące możliwości.
REAKCJA – DYFUZJA – Procesy chemiczne mogą tworzyć wzory podobne do plam na lampartach, patchworku na żyrafach czy pasków na zebrach. Bardziej złożone wzorce mogłyby powstać, gdyby można było zaprogramować chemię.
ROJ I FORMA – Osobnik to samoorganizujący się zbiór mniejszych części, często występujący w dwóch kategoriach: globalny ruch i interakcje wędrujących elementów (takich jak pszczoły czy krwinki) oraz lokalne układy geometrycznie ułożonych stałych elementów (takich jak gniazda lub komórki mózgowe).
RUSZTOWANIA WEWNĘTRZNE – Komórki biologiczne zawierają sieci prętów, rozpórek i kabli w skali molekularnej – cytoszkielet. Stale dostosowywany i odbudowywany cytoszkielet nadaje komórkom ich kształt. Zdolność do tworzenia takich sieci — choć często w prostszej formie — jest nieodłączną właściwością wielu polimerów, nawet tych niebiologicznych, pozwalając chemikom na etyczne badanie zasad tej formy samoorganizacji.
SAMOMONTUJĄCE SIĘ DRZEWO – Samoorganizacja jest wszechobecnym procesem w skali molekularnej (kryształy, wirusy, cytoszkielety) i makroskopowej (króliczki kurzu, wydmy, gwiazdy). Formy drzew są również wszechobecne w przyrodzie i samoorganizują się w wielu skalach (rzeki, węglowodany, wzorce ruchu). Te uniwersalne formy można znaleźć pozornie wszędzie.
SAMOUCZENIE – Jedną z najcenniejszych rzeczy w nauce – iw życiu – jest umiejętność samodzielnego uczenia się, wykorzystywania własnej unikalnej perspektywy i zainteresowań oraz robienia tego z poczuciem radości.
ŚCIEŻKA, KTÓRA ZNA – Kryształy mogą rosnąć w zaskakująco złożony sposób. Syntetyczne kryształy bizmutu rozwijają się jako spiralne schody o kącie kwadratowym. Dzięki możliwości projektowania makrocząsteczek programiści mogą tworzyć kryształy, które mogą „inteligentnie” reagować na przeszkody napotykane na zamierzonej ścieżce wzrostu.
ŚCIEŻKA MOTYLA – W końcu opuszcza się bezpieczny dom i wyrusza w świat, gdzie oczy otwierają się na możliwości i cuda, na mosty pozostawione przez naszych poprzedników i na intrygi maszynerii życia.
SKALNE GNIAZDO — za pozornie nieprzeniknioną barierą często znajduje się spokojne miejsce o cichym pożywieniu; dotarcie tam może być łatwiejsze, choć bardziej okrężne, niż się wydaje.
SKRZYDŁA – Uszczelka Sierpińskiego to matematyczny fraktal zbudowany przez wielokrotne wycinanie środka każdego trójkąta. Lub, bardziej podobnie do wzrostu kryształów, można go wygenerować zaczynając od warstwy 0 z pojedynczą 1, a następnie budując nowe warstwy, umieszczając 0 powyżej i pomiędzy każdą parą identycznych bitów, jednocześnie umieszczając 1 powyżej i pomiędzy każdą parę różnych bitów.
SIŁA NIEMOŻLIWOŚCI – W matematyce można zdefiniować obiekty (takie jak zbiory lub funkcje), których nie da się obliczyć. Jednak te niemożliwe obiekty mogą zapewnić wgląd, który wyjaśnia, co jest możliwe. W sztuce i nauce osiągnięcie określonego rezultatu jest małą częścią długiego procesu.
SILNIK CYTOSZKIELETU – Cytoszkielet komórki składa się z sieci „wiązek I” w skali molekularnej, które utrzymują komórkę w jej kształcie. Niektóre zmodyfikowane komórki mogą pełzać, hodując swój cytoszkielet po jednej stronie i rozpuszczając go po drugiej stronie.
SKRZYNIA SKARBÓW – Wszystkie obiekty materialne składają się z jednej rzeczy: atomów. Gdybyś mógł rozdzielić atomy w jednym obiekcie i złożyć je z powrotem z niezwykłą precyzją, mógłbyś stworzyć kolejny obiekt.
SPOŁECZONE DZIEDZINY – Teorie mechaniki kwantowej i ich eksperymentalna weryfikacja od dawna wprowadzają w zakłopotanie naszą maszynerię i technologię oraz naszą zbiorową intuicję dotyczącą natury rzeczywistości. Nasz wrodzony brak zdolności do obserwacji skali mikro- i makrocząsteczek ogranicza nasze rozumienie wzajemnie połączonego kwantowego kosmosu.
S.S.S. – Mimo wszystkiego, co widziałeś, jest więcej rzeczy, których jeszcze nie widzisz. Nauka napędzana jest postrzeganiem tego, co niewidzialne i nieznane.
ŚWIAT SEIFERTA – Jeśli ktoś narysuje na papierze przypadkową falistą linię i na skrzyżowaniach wyjaśni, która część jest nad, a która pod, to można sobie wyobrazić, że w twoim zawijasie znajduje się powierzchnia. Cienki drut wygięty w skręconą, ale zamkniętą krzywą i zanurzony w wodzie z mydłem ujawnia taką powierzchnię.
SYNCHRONIZACJA – grupy komórek (zwłaszcza w układzie nerwowym) i grupy organizmów, takie jak stado ptaków, ławica ryb, kolonia mrówek lub świetlików, mogą współpracować w uzgodnionych, zsynchronizowanych wzorach, tak jakby podążały za sygnałami postrzegane tylko przez ich grupę. Naukowcy mogą kiedyś nauczyć się obserwować i wykrywać te nieuchwytne (dla nas) sygnały.
TKACZ – Przy odpowiednim wglądzie i starannym dotyku DNA można zaprogramować tak, aby składało się w niewiarygodnie złożone obiekty w nanoskali zwane „origami DNA”.
TWORZENIE WAZONÓW – Ludzie od dawna używają materiałów biologicznych — skóry, włosów, kości, drewna — jako budulca do tworzenia cudów techniki — skórzanych butów, wełnianych swetrów, noży z kości słoniowej, żaglówek. Dziś jesteśmy w stanie wykorzystywać polimery biologiczne, takie jak DNA, RNA i białka, aby tworzyć cuda na skalę molekularną.
UTRATA ENTROPII – Życie mogło powstać z naturalnie występujących kryształów mineralnych, które replikowały się w wyniku spontanicznych procesów mineralogicznych, ostatecznie dostarczając ramy i stymulując produkcję cząsteczek organicznych, które stanowią podstawę współczesnych organizmów. (Zobacz także „Matryca ziemska”).
UWAGI DLA SIEBIE – Różnorodne komunikaty, takie jak śmiech, machanie ręką lub westchnienie, są łatwo zrozumiałe dla prawie każdego, a nawet dla niektórych zwierząt. Inne znaki i sygnały są bardziej ezoteryczne, być może rozumiane tylko przez jednego lub kilku.
WARSZTATY MOLEKULARNE TINKERA – Biologia syntetyczna to inżynieria i konstrukcja urządzeń molekularnych, które działają wewnątrz komórek. Materiałami konstrukcyjnymi są enzymy restrykcyjne do cięcia DNA, polimerazy do kopiowania DNA i RNA, rybosomy do przekształcania RNA w białko i niezliczone sztuczki chemiczne do wykańczania.
WAŻKI – Obiekty wymieniają molekuły w kontakcie. Pozostałości pozostawione przez każdego z nich mogą rozpocząć nowy wzorzec wzrostu, taki jak krystalizacja, na nowym żywicielu.
WEWNĄTRZ NA ZEWNĄTRZ – Twój mózg nie zawsze wiedział, że twoje ramię jest twoim ramieniem. Mógł nauczyć się tego w ten sam sposób, w jaki osoba z protezą kończyny uczy się doświadczać protezy jako części własnego ciała. Intensywne używanie narzędzi (wyobraź sobie rakietę do racquetballa, skrzypce, a nawet zmechanizowaną protezę) może również prowadzić do poczucia, że ​​narzędzie lub maszyna są częścią twojego ciała.
WEWNĘTRZNE ŚWIATŁO – Intuicja staje się silniejsza wraz z używaniem i pielęgnacją oraz ma potężny sposób na przełamywanie konwencji i ograniczeń narzuconych przez tradycyjne podejście.
WIDZENIE FRAGMENTOWANE – W mózgu sceny wizualne są dzielone na elementarne elementy – kontury, kolory, kąty, ruch – z których wyprowadzane są bardziej złożone spostrzeżenia – tekstury, kształty, działania – i ostatecznie rozpoznawane są ważne cechy sceny. Podobnie jak w przypadku śnienia, głębsze spojrzenie na korę wzrokową ujawnia jeszcze drobniejszą dezintegrację każdego fragmentu sceny, podzielonego na piksele, a następnie zrekonstruowanego w głowie obserwatora.
WŁÓKNO TĘCZOWE – Nauka interdyscyplinarna wymaga umiejętności syntezy wielu wątków wiedzy, łączenia ich razem i sprawdzania ich wytrzymałości, a następnie wydobywania istotnych informacji.
WSPÓŁBRZMIENIE I DYSONANS – Wykorzystując samoorganizujące się struktury DNA jako szablony, naukowcy stosują miękką litografię, mikroskopię sił atomowych (AFM), mikroskopię elektronową (EM), kriogeniczną mikroskopię elektronową (cryoEM), spektroskopię fluorescencyjną, dyfrakcję rentgenowską, mikroprzepływy, hodowlę komórkową oraz synteza chemiczna jako narzędzia do opracowywania metod nanoprodukcji, takich jak sieci nanoprzewodów. Niektóre proste i czyste idee, takie jak topologia i teoria węzłów, można bez końca stosować w dziedzinach zarówno rzeczywistych, jak i wyobrażonych.
WISZĄCE OGRODY — inżynierowie molekularni mogą projektować i syntetyzować złożone polimery, które rosną w niemal realistyczny sposób. Podobnie jak pająk, zmodyfikowana cząsteczka może wywołać za sobą wstawienie podjednostek polimeru, skutecznie „wydalając” nić, do której pozostaje przyczepiona. W miarę rozszerzania się granic inżynierii możliwe będzie osiągnięcie jeszcze bardziej realistycznych zachowań.
WODOSPAD – Autonomiczne roboty przetwarzają oszałamiającą kaskadę informacji z kamer, sonarów, żyroskopów i wielu innych czujników. Lokalnie informacje są głośne; tylko wtedy, gdy rozważa się całą scenę, pojawia się wzór i znaczenie.
WAŻKI – Obiekty wymieniają molekuły w kontakcie. Pozostałości pozostawione przez każdego z nich mogą rozpocząć nowy wzorzec wzrostu, taki jak krystalizacja, na nowym żywicielu.
WIDZENIE FRAGMENTOWANE – W mózgu sceny wizualne są dzielone na elementarne elementy – kontury, kolory, kąty, ruch – z których wyprowadzane są bardziej złożone spostrzeżenia – tekstury, kształty, działania – i ostatecznie rozpoznawane są ważne cechy sceny. Podobnie jak w przypadku śnienia, głębsze spojrzenie na korę wzrokową ujawnia jeszcze drobniejszą dezintegrację każdego fragmentu sceny, podzielonego na piksele, a następnie zrekonstruowanego w głowie obserwatora.
WSPÓŁBRZMIENIE I DYSONANS – Wykorzystując samoorganizujące się struktury DNA jako szablony, naukowcy stosują miękką litografię, mikroskopię sił atomowych (AFM), mikroskopię elektronową (EM), kriogeniczną mikroskopię elektronową (cryoEM), spektroskopię fluorescencyjną, dyfrakcję rentgenowską, mikroprzepływy, hodowlę komórkową oraz synteza chemiczna jako narzędzia do opracowywania metod nanoprodukcji, takich jak sieci nanoprzewodów. Niektóre proste i czyste idee, takie jak topologia i teoria węzłów, można bez końca stosować w dziedzinach zarówno rzeczywistych, jak i wyobrażonych.
WYJŚCIE POZA – Poszukiwacze mocnych wrażeń uwielbiają badać nieznane. Dla niektórych to świeży puch na zboczu niezbadanej góry. Dla innych jest to nieoczekiwany teren nowej dziedziny naukowej. Dla kilku to jedno i drugie.
GRUN – Elegancja prostoty jest pożądanym celem społeczności naukowych w czasie, miejscu i dziedzinie badań. „To, co można zrobić za mniej, jest daremne za więcej”. Willema Ockhama
WZROK – Siatkówka to złożona sieć komórek nerwowych, które wykrywają światło i natychmiast rozpoczynają przetwarzanie sygnału w celu zmniejszenia szumów, zwiększenia czułości oraz identyfikacji obszarów kontrastu i ruchu. Podczas gdy oko owada składa się z regularnej sześciokątnej siatki prawie identycznych komórek, z których każda ma własną soczewkę i neurony, oko ssaka ma pojedynczą soczewkę i wiele nieco nieregularnie rozmieszczonych neuronów fotoreceptorowych.
ZATOKA THETA – Podczas snu aktywność neuronów różni się od tej, kiedy nie śpisz. Odizolowany od świata mózg wpada w tryby rytmiczne, a fale aktywności przepływają przez układ mózgu, a każdy ruch snu i snu się pojawia. Kiedy się budzisz, rytmy te reorganizują się, by poprawić rzeczywistość na jawie.
Z CZEGO POWSTAJĄ MARZENIA — Cząsteczki, układy molekularne i materiały można symulować i projektować na komputerach, co pozwala wizjonerskim naukowcom wyobrażać sobie i tworzyć środowiska od atomów wzwyż.
ZŁAPANY! – Trudno jest złapać cząsteczkę; są za szybkie i za małe. Tak więc naukowcy zachęcają innych do łapania ich, tworząc cząsteczki do łapania cząsteczek. Następnie można je badać i programować.
ZOO PEREŁ – W emulsji kropelki wody zostają otoczone i oddzielone olejem. Każda kropla wody może być wypełniona innym zestawem (być może przypadkowych) cząsteczek, których zachowanie można następnie obserwować. Naukowcy mogą wykorzystać te kropelki do równoległego przeprowadzenia milionów małych eksperymentów.
ZRÓBMY TO – W całej historii ewolucji spotykano zdumiewającą różnorodność form życia, z których większość wydawałaby się nam teraz obca i dziwaczna. W epoce kambru, ponad 500 milionów lat temu, wyewoluowało wiele zwierząt o dziwnych planach ciała i dziwnych przydatkach (tak jak nasze mogą im się wydawać). Każde z królestw życia, które znamy dzisiaj – protisty (jednokomórkowe eukarionty), monera (prokarionty), archeony, grzyby, rośliny i zwierzęta – zaczęło się od unikalnego odległego przodka.
ZRÓBCIE SIĘ – Każda ze 100 bilionów komórek w twoim ciele ma swoje własne DNA, własną fabrykę molekularną do budowy białek i własne obwody biochemiczne do podejmowania decyzji. Chociaż komórki te są niezależne, zależą od siebie nawzajem i funkcjonują razem jako zjednoczona całość. Niektóre gatunki, takie jak śluzowce, w młodości żyją jako niezależne organizmy jednokomórkowe, a następnie łączą się z innymi komórkami śluzowców w jeden dorosły organizm wielokomórkowy. Robotycy mogą pewnego dnia opracować małe roboty, które w podobny sposób mogą złożyć się w meta-robota.