Aby wyjątkowe dzieła łączące estetykę i wiedzę nie przepadły w oceanie prac naukowych, magazyn "Science" wraz z amerykańską Narodową Fundacją Nauki (rozdaje publiczne granty na badania) co roku przyznaje nagrody w Międzynarodowym Konkursie Wizualizacji Nauki i Techniki. W rywalizacji startują zdjęcia, grafiki, plakaty, filmy, a nawet gry komputerowe.
Właśnie przyznano nagrody za rok 2011, w tym cztery główne. Wśród zdjęć zwycięzcą została fotografia przekroju oka myszy. W kategorii plakatów i infografik uhonorowano kosmologiczny poster przedstawiający relacje między galaktykami i otaczającym je środowiskiem. Nagrodę główną dla gier otrzymał program ,,Foldit" - interaktywna aplikacja, która laikom pozwala w konwencji zabawy przewidywać przestrzenną budowę białka na podstawie sekwencji aminokwasów w jego łańcuchu. Natomiast wśród filmów największe uznanie zyskała animacja pokazująca w kubistyczny sposób skład mysiej komórki i wzajemne ułożenie podstruktur komórkowych. Prócz tego przyznano wiele wyróżnień oraz nagrody czytelników magazynu "Science". Za to w kategorii ilustracje nie ma w tym roku nagrody głównej.
Poniżej przedstawiamy nasz subiektywny wybór najpiękniejszych prac naukowych zeszłego roku.
Oko w technikolorze Zdjęcie zrobił neurolog Bryan Jones z Uniwersytetu w Salt Lake City w
USA. Przedstawia przekrój gałki ocznej. Aby wykonać tę fotografię, naukowiec musiał pokroić oko myszy na cieniutkie plasterki. Ten, który widzimy, ma zaledwie 120 nanometrów grubości - to mniej niż długość fal światła widzialnego. Dzięki specjalnej metodzie wybarwiania tkanki zdjęcie ukazuje aż 70 różnych typów komórek. Jak to możliwe, skoro w rzeczywistości komórki są prawie tego samego koloru?
Każdy ich rodzaj odgrywa w oku inną rolę i ma specyficzny skład cząsteczek na powierzchni. Do ich oznaczenia naukowiec użył trzech rodzajów przeciwciał. Zostały stworzone w laboratorium i są tak zbudowane, że rozpoznają konkretne kształty i przyczepiają się do nich. W tym doświadczeniu miały za zadanie przyczepić się do wystawionych na wierzch komórek molekuł.
Każdemu rodzajowi przeciwciał komputer analizujący fotografię przyporządkował jeden z trzech kolorów: czerwony, niebieski albo zielony. Na każdym typie komórek proporcje cząsteczek oznaczanych przez przeciwciała są różne, przez co udział każdej z tych barw w poszczególnych częściach zdjęcia także się zmienia. Dlatego komórki mięśniowe (w lewym dolnym rogu) są jasnożółte, a twardówka otaczająca oko od strony oczodołu - zielona.
Młody ogórek z bliska Każde
dziecko wie, że ma zielony garniturek. Ale dzięki naukowcom dowiadujemy się, jak "ubranie" ogórka wygląda z bliska. I to z bardzo bliska.
To zdjęcie - uhonorowane w konkursie wyróżnieniem - za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego zrobił Robert Rock Belliveau, emerytowany patolog z Las Vegas. Udało mu się uzyskać ośmiusetkrotne powiększenie, zachowując niezwykłą ostrość obrazu.
Widoczne struktury to włoski, które pokrywają powierzchnię młodego ogórka. Dla nieuzbrojonego oka są prawie niewidoczne. Ale w takim przybliżeniu ukazują swoją budowę i prawdę o roli, jaką odgrywają. Ich ostre czubki są w stanie zranić zwierzę, które próbuje odgryźć kawałek warzywa. Natomiast w grubej podstawie włosków znajdują się toksyczne dla pasożytów - a dla ludzi po prostu niesmaczne - kukurbitacyny. Są to najbardziej gorzkie substancje. Człowiek jest w stanie je poczuć nawet wtedy, gdy są rozcieńczone w proporcji jeden do miliarda.
Nanoskała z tytanu To nie widok na Wielki Kanion. Wręcz przeciwnie, to bardzo mały obiekt. Wręcz maleńki, bo w nanoskali (liczonej w miliardowych częściach metra). Choć wygląda jak wielka skała, jest tak naprawdę materiałem stworzonym z warstw związków tytanu: Ti3AlC2. Tak jak w grafenie każda z nich może być odseparowana i badana przez naukowców. Zdjęcie zrobiono na Uniwersytecie Drexel w Filadelfii za pomocą mikroskopu elektronowego, a następnie sztucznie pokolorowano. Fotografia zdobyła nagrodę czytelników tygodnika "Science".
Pokolorowane funkcje By poddać się urokowi tej grafiki, nie trzeba znać funkcji złożonych. Ale by ją zrozumieć - już tak.
Dla wielu z nas już wykresy sinusów, cosinusów, logarytmów i pierwiastków nastręczają wystarczająco dużo problemów. Matematycy, fizycy i inżynierowie na co dzień mierzą się z tworami jeszcze bardziej wymagającymi. Funkcje złożone są aż czterowymiarowe. Trudno je sobie wyobrazić i jeszcze trudniej zobrazować. Konstantin Poelke i jego promotor dr Konrad Polthier z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie postanowili to jednak zrobić i upakować wszystkie cztery wymiary na płaszczyźnie. Pierwsze dwa to oczywiście wysokość i szerokość obrazu. Kolejne są reprezentowane kolorem i jego jasnością.
Każdej złożonej liczbie danej funkcji naukowcy przyporządkowali osobną barwę (lub jej odcień). Natomiast im bardziej jasny jest dany punkt na obrazie, tym bardziej oddaloną od zera liczbę reprezentuje (białe regiony odpowiadają nieskończoności). Ta psychodeliczna wizualizacja funkcji otrzymała wyróżnienie w kategorii ilustracje.
Wiedza w telefonie Nosimy go przy sobie praktycznie cały czas. Rozmawiamy, wysyłamy SMS-y, prowadzimy w nim kalendarz. Część z nas - nie wstydźmy się tego - używa telefonu także do zabawy. Pasjans, "Angry Birds", sudoku czy nawet
wyścigi samochodowe dają chwilę odprężenia i pozwalają zabić czas w dłużącej się kolejce. Ale takie minuty z telefonem w ręku wcale nie muszą być całkiem zmarnowane. Laura Lynn Gonzalez stworzyła aplikację na
iPhone'a, która pozwala na podróż w głąb ciała. "Power of Minus Ten" to wizualizacja tego, jak wyglądają tkanki budujące dłoń. Kolejne przybliżenia (wystarczy ruch palca po ekranie smartfona) dają złudzenie podróży wpierw przez skórę, pomiędzy komórkami pod nią, a następnie przez ścianę jednej z komórek, aż do jej wnętrza. Aplikacja wciąż jest rozwijana. Już niedługo użytkownicy będą mogli ,,wejść" do mitochondrium (podstruktury komórkowej), a nawet zrobić zbliżenie do skali pojedynczych cząsteczek. Jury przyznało tej aplikacji wyróżnienie w kategorii gry interaktywne.
Robert Rock Belliveau
