在过去的100年里,技术、医学和生物研究以令人眼花缭乱的速度发展。许多今天作为科学创新标志性代表的概念,例如计算机和太空旅行,在20世纪初根本不存在。取得如此显着的进展需要大量的工作和大量的资金。
哥白尼计划(哥白尼计划游戏)
有史以来最昂贵的科学实验之一是国际热核实验反应堆(ITER),价值在143亿至176亿美元之间。这个由35个合作国家资助的核聚变项目应该会创造出世界上最大的磁聚变装置。如果成功,托卡马克将证明聚变作为无碳能源的有用性。但在昂贵的科学创新走廊中,ITER并不孤单。Stacker使用各种资源来策划一个包含25个最昂贵的科学研究前沿项目的画廊。从巨大的激光到深海天文台,这些实验涉及各种学科——每个学科都有其雄心勃勃的范围。
大多数这些创新发生在20世纪下半叶,还有一些仍在开发中。科学突破的速度越来越快:福布斯于2019年5月发表了一篇文章,强调仅过去二十年就激发了前所未有的创造力、生产力和产出。进入新的十年,人们对2020年代将带来的创新寄予厚望。过去的发展和创新技术的获取为科学发现的未来提供了光明的前景。
在国际空间站是最大的结构人类曾经在进入太空。16个国家之间的合作允许开展一系列长期科学项目,包括研究微重力对人体的影响,以及人类如何(或是否)探索其他太阳系。截至2019年8月,空间站已进行了218次太空行走,该空间站每天绕地球运行16次。这项工作耗资约1500亿美元,美国宇航局最近开始试图通过提供每晚35,000美元的访问来支付这笔费用。
欧洲核研究组织CERN负责大型强子对撞机,这是一种粒子加速器,能够将质子和离子推向接近光速的速度,希望能够发现质量的起源、超对称性的证据、反物质的来源,以及许多其他的谜团。该设备因2012年发现的希格斯玻色子而闻名,这是一种亚原子粒子,它赋予宇宙中的一切以质量。能够完成这些壮举的机器的成本是多少?约47.5亿美元。
美国陆军工程兵团在二战期间以近20亿美元的价格(以今天的美元计算约230亿美元)领导了曼哈顿计划的开发。在英国和加拿大的贡献下,曼哈顿计划发明了第一批核武器,包括将投放在日本广岛和长崎城市的原子弹。截至2015年,该项目的地点现在是曼哈顿项目国家历史公园。
作为世界上最大的激光器,国家点火装置(NIF)使用激光诱导核聚变反应,以实现核武器开发和研究。美国能源部资助了35亿美元的激光实验室。除了国家安全,该设施的激光器还有助于研究实现无碳能源。
由美国宇航局喷气推进实验室斥资10亿美元开发的朱诺号于2011年8月5日发射升空,自2016年7月4日起一直围绕木星运行。该航天器的任务是研究这颗行星,以发现木星是如何形成的,以及关键事实关于它的大气和地理。朱诺号于2019年2月发回了一张非常清晰的木星急流照片。
的散裂中子源(SNS)进行中子散射,这有助于科学家研究分子结构和金属,生物样品,聚合物的性质,以及其他长令人费解材料的回转,可以具有用于化学,物理,工程分支以及生物学。该设施花了七年时间为美国能源部建造,耗资约14亿美元。第一次中子生产发生在2006年4月28日。
相对论重离子对撞机是美国唯一在运行的粒子对撞机,每秒碰撞数千个粒子,可以产生比太阳热数千倍的热量。除了研究质子的自旋结构外,对撞机还可以研究宇宙中存在的第一种物质形式,紧接在大爆炸之后。粒子对撞机于2000年开始运行,由美国能源部运营,每年维护费用为1.6亿美元。
好奇心是赐予一个名字由美国航空航天局为$2.5十亿建汽车大小的火星车是推出2011年11月26日,并一直在探索火星自2012年8月流动站被开发来研究火星的气候,地质,以及合理性进行微生物生命。为此,好奇号最近在火星上发现了无法解释的氧气。“您友好的邻居NASA火星探测器”也定期发布推文。
NASA的2020火星漫游车是在好奇号成功的基础上开发的,预计将于2020年7月发射。它旨在研究火星的古代历史,包括过去的地质,以及地球上是否曾经存在过生命。成本估计为24.6亿美元。
美国缺乏目前储存在全国一系列核设施中的放射性废物的长期场地,国会中的一些人希望通过尤卡山核废物储存库来弥补这一差距。该提议设施进行内华达州的尤卡山深处建造;然而,虽然该项目于2002年获得批准,但来自联邦政府和内华达州政府内部的反对浪潮已经搁置了该项目。与此同时,核电站继续将废物储存在混凝土桶中。国会可以重启该项目,据美国能源部2008年估计,完成该项目可能耗资高达960亿美元。
国际热核实验反应堆网站承诺提供“无限能源”,耗资近180亿美元,似乎可以实现。欧盟承担了反应堆的大部分成本,这是欧盟、印度、日本、中国、俄罗斯、韩国和美国之间的合作。这座重达23,000吨的巨大反应堆旨在产生足够的聚变,可以被视为石油和煤炭的替代品。
由美国能源部资助,AdvancedLightSource使用低能量的软X射线光来研究物质的电子结构、原子和分子物理以及化学反应动力学等。作为世界上最亮的紫外线和软X射线光源之一,粒子加速器的建造成本为9950万美元。
甚大阵列(VLA)是一种干涉仪,由27个射电望远镜组成,它们在新墨西哥州呈Y形分布。该项目于1967年提出并于1981年正式完成,以1972年的美元计算耗资7860万美元(今天约为4.77亿美元)。天文学家使用VLA来研究诸如黑洞、伽马射线爆发、射电星系等。该设施是美国国家科学基金会国家射电天文台的产物。2017年9月,超大阵列巡天开始,试图通过三次扫描捕获地球80%的天空,从而发现大约1000万个以前未知的物体。
海王星是世界上最大的海底天文台,一条长达500英里的海底光缆环穿过圣胡安德富卡构造板块。该结构具有前所未有的能力,包括从海底直接接入互联网,并对海底火山、地震和俯冲带进行长期研究。该实验室由美国国家科学基金会和加拿大维多利亚大学共同努力,耗资约9,700万美元。
由美国国家科学基金会资助并需要1.97亿美元建造的Earthscope是一个天文台,它使用地球物理技术记录超过380万平方英里的数据。Earthscope包括进入活动断层带的钻孔、地震仪、倾斜仪和大地电磁站,提供对北美大陆深层结构及其地震和火山的洞察,以及实时向公众提供的数据。
阿尔法磁谱仪安装在国际空间站的顶部,是一种粒子物理实验探测器,可测量宇宙射线中的反物质,这些信息用于了解宇宙的形成。由NASA斥资20亿美元建造的粒子探测器还搜索暗物质并测量宇宙射线。光谱仪项目始于1994年,在2010年完成之前进行了多次迭代。它于2011年由奋进号航天飞机送入轨道,今天继续测量粒子。
哥白尼计划是欧盟、欧洲航天局和欧盟成员国和机构之间的合作伙伴关系,旨在利用来自世界各地哥白尼卫星的全球数据,对地球的“健康”进行全面、持续的观察和评估。哥白尼从各种地面、海上和空中站点中提取数据,提供有关地球大气、海洋、陆地和气候的持续数据。目标是为公众提供各种举措的信息,包括紧急情况和安全。预计2020年完工后的成本为74亿美元。
作为20世纪下半叶最雄心勃勃的科学项目之一,人类基因组计划试图识别和测序人类基因组中的所有基因。这是世界上最大的生物合作项目,包括美国能源部、美国国立卫生研究院和其他几个国家,耗资约50亿美元。这个想法是为了帮助在理解、识别和预测包括癌症在内的一系列疾病方面取得进展。该项目于2003年完成,并将结果提供给科学家和研究人员。
詹姆斯韦伯太空望远镜是美国宇航局对哈勃太空望远镜的改进,预计将在低得多的频率范围内运行,从而可以观测比哈勃所能观测到的更古老和更远的物体。人们希望,这种分辨率和灵敏度的提高能够对宇宙中一些最遥远的事件进行调查,包括星系的形成。该望远镜耗资96.6亿美元,计划于2021年3月进行太空发射。
MYRRHA——用于高科技应用的多用途混合研究反应堆——首次将核反应堆与质子加速器相结合,这一创新雄心勃勃地保证了可靠的医学放射性同位素供应,并提供了在以下领域实现科学突破的潜力作为核物理和基本相互作用。该项目由比利时核研究中心管理,总预算为18亿美元。
与人类基因组计划一样,人类细胞图谱旨在绘制人体中所有估计的37.2万亿个细胞。该项目是由全球近900个不同机构组成的联盟,他们希望通过创建所有人体细胞的参考指南,我们将更准确、更快速地了解、诊断和治疗疾病。目前尚不清楚该项目的具体成本是多少,但该项目在2019年从ChanZuckerbergInitiative获得了6800万美元,从Helmsley基金会获得了1300万美元,这表明这项工作的价格相当高。
为美国空军使用而开发的全球定位系统(GPS)于1980年代向公众开放。我们现在在日常生活中使用它多少,很容易忘记它是一个多么了不起的项目。GPS是一种基于卫星的无线电导航系统,可随时随地提供地球上或附近的地理定位和时间信息。这些卫星最初投入轨道的成本为120亿美元,该系统每天运行的成本约为200万美元。
先进的LIGO——激光干涉仪引力波天文台——是一个物理天文台,能够以比原始LIGO高得多的灵敏度探测宇宙引力波。作为加州理工学院和麻省理工学院的创意,AdvancedLIGO的开发成本为11亿美元。截至2018年12月,AdvancedLIGO已观测到11次引力波;10个来自黑洞合并,一个来自两颗中子星的碰撞,这是有史以来第一次被探测到。
由于2011年出现在“危险!,”Watson是IBM开发的计算机系统,能够像人类一样回答问题和进行交互。IBM希望Watson能够为法律和医疗领域以及政府和其他领域得到改进和发展。根据2010年CNN的一份报告,虽然该公司没有透露开发Watson的成本,但估计这个数字在9亿至18亿美元之间。
没有一个组织一直致力于寻找治愈癌症的方法。但自1971年以来,仅国家癌症研究所一项就在研究和治疗上花费了至少900亿美元,而且每年都在增加。该研究所通过广泛的跨学科努力寻找治疗方法,包括设计双功能病毒、改变小鼠饮食和临床前药物试验。
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