Какое величайшее научное открытие всех времен?
Поскольку мы приближаемся к Новому году, я подумал, что было бы забавно открыть дискуссию: «Какое величайшее научное открытие всех времен?». Возможно, это одна из тем, которые вы могли бы затронуть в новогоднюю ночь за выпивкой с друзьями и семьей)
Ниже я выдвину несколько претендентов за которых вы можете проголосовать в опросе. Интересно было бы узнать какие открытия вы считаете величайшими, поэтому не стесняйтесь, пожалуйста, продолжайте в комментариях, самые залайканные, я добавлю в опрос.
Несмотря на то, что большинство из представленных открытий в списки всемирно известны, я старался быть максимально скрупулёзным в поисках источников и описании теорий, но не лез слишком глубоко, хотя можно найти кучу статей на каждую из тем. Поэтому прилагаю ссылку на статью с более подробным описанием ниже каждого открытия.
Скачать и ознакомиться со статьями вы можете, используя бота.
Если что-то написано некоректно, то, пожалуйста, предложите исправление, и я внесу его как можно скорее.
Итак, в произвольном порядке начнем…
1. Система Коперникум
В 1543 году, находясь на смертном одре, польский астроном Николай Коперник опубликовал свою теорию о том, что Солнце представляет собой неподвижное тело в центре Солнечной системы, вокруг которого вращаются планеты.
До того, как была введена система Коперника, астрономы считали, что Земля находится в центре Вселенной.
Николай Коперник: гелиоцентрическая система мира Источник: https://rosuchebnik.ru/material/nikolay-kopernik-geliotsentricheskaya-sistema-mira/
2. Электричество
Майкл Фарадей сделал два больших открытия, которые изменили нашу жизнь. В 1821 году он обнаружил, что, когда провод, по которому течет электрический ток, помещается рядом с одним магнитным полюсом, провод начинает вращаться. Это привело к разработке электродвигателя. Десять лет спустя он стал первым человеком, который произвел электрический ток, перемещая провод через магнитное поле.
Эксперимент Фарадея создал первый генератор, предшественник огромных генераторов, которые производят наше электричество.
Дипольный (слева) и соленоидный (справа) магниты с поперечным и аксиальным магнитными полями соответственно. Источник: https://www.mdpi.com/2218-1997/8/1/5/htm
3. Изображение эволюции
Когда Чарльз Дарвин, британский натуралист, в 1859 году выдвинул теорию эволюции, он изменил наше представление о том, как развивалась жизнь на Земле. Дарвин утверждал, что все организмы со временем развиваются или изменяются очень медленно.
Эти изменения являются приспособлениями, которые позволяют виду выживать в окружающей среде. Эти приспособления происходят случайно. Если вид не адаптируется, он может вымереть. Он назвал этот процесс естественным отбором.
Изображение эволюции
4. Луи Пастер
До того, как французский химик Луи Пастер начал эксперименты с бактериями в 1860-х годах, люди не знали, что вызывает болезнь. Он не только обнаружил, что болезнь вызывается микроорганизмами, но также понял, что бактерии можно убить нагреванием и дезинфицирующим средством.
Эта идея заставила врачей мыть руки и стерилизовать инструменты, что спасло миллионы жизней.
Эксперименты с бактериями
5. Теория относительности
Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, которую он опубликовал в 1905 году, объясняет отношения между скоростью, временем и расстоянием. Сложная теория утверждает, что скорость света всегда остается неизменной независимо от того, насколько быстро кто-то или что-то движется к нему или от него.
Эта теория стала основой для большей части современной науки.
Специальная теория относительности
6. Теория большого взрыва
Никто точно не знает, как возникла Вселенная, но многие ученые считают, что это произошло около 13,7 миллиардов лет назад в результате мощного взрыва, называемого Большим взрывом. В 1927 году Жорж Лематр предложил теорию Большого Взрыва Вселенной. Теория гласит, что вся материя во Вселенной изначально была сжата в крошечную точку. За долю секунды точка расширилась, и вся материя мгновенно заполнила то, что сейчас является нашей Вселенной.
Это событие положило начало времени. Научные наблюдения, кажется, подтверждают теорию.
7. Пенициллин
Антибиотики — это сильнодействующие лекарства, которые убивают опасные бактерии в нашем организме, вызывающие болезни. В 1928 году Александр Флеминг, участвовавший в нашем блоге «Величайшие шотландские ученые», открыл первый антибиотик, пенициллин, который он вырастил в своей лаборатории с использованием плесени и грибков.
Без антибиотиков такие инфекции, как острый фарингит, могут быть смертельными.
Общая структура пенициллинов
8. ДНК
28 февраля 1953 года Джеймс Уотсон из США и Фрэнсис Крик из Англии сделали одно из величайших научных открытий в истории. Двое ученых обнаружили структуру двойной спирали ДНК. Он состоит из двух нитей, которые переплетаются друг с другом и имеют почти бесконечное разнообразие химических паттернов, которые создают инструкции для человеческого тела.
Наши гены состоят из ДНК и определяют, каковы наши вещи, например, какой у нас цвет волос и глаз. В 1962 году за эту работу они были удостоены Нобелевской премии.
РНК и ДНК
9. Периодическая таблица
Периодическая таблица основана на Периодическом законе 1869 года, предложенном русским химиком Дмитрием Менделеевым. Он заметил, что при упорядочении по атомному весу химические элементы выстраиваются в группы со сходными свойствами. Он смог использовать это, чтобы предсказать существование неоткрытых элементов и отметить ошибки в атомных весах.
В 1913 году Генри Мозли из Англии подтвердил, что таблицу можно сделать более точной, расположив элементы по атомному номеру, то есть количеству протонов в атоме элемента.
Старейшая периодическая таблица
10. Квантовая теория
Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Он получил Нобелевскую премию по физике 1922 года за исследования структуры атома и за работу по развитию квантовой теории.
Хотя он помог разработать атомную бомбу, он часто выступал за использование атомной энергии в мирных целях.
ЭЛЕМЕНТА́РНЫЕ ЧАСТИ́ЦЫ
11. ВИЧ/СПИД
В 1983 и 1984 годах Люк Монтанье из Франции и Роберт Галло из США открыли вирус ВИЧ и определили, что он является причиной СПИДа. С тех пор ученые разработали тесты, чтобы определить, есть ли у человека ВИЧ. Людей с положительным тестом призывают принять меры предосторожности, чтобы предотвратить распространение болезни.
Три стадии ВИЧ-инфекции
12. Искусственный интеллект
Мы часто смотрим на искусственный интеллект с точки зрения человека, например, на роботов, которые начинают думать самостоятельно (и, возможно, захватят мир), но для меня искусственный интеллект — это одно из величайших научных открытий всех времен, потому что он позволяет машинам учиться и обрабатывать больше информации, чем мы когда-либо могли, как люди.
Со всеми большими данными, генерируемыми проектами геномики и электронными медицинскими записями со всего мира, компьютеры с искусственным интеллектом могут научиться выявлять закономерности во всей этой информации, что приведет к более быстрым открытиям и огромным скачкам вперед в нашем понимании болезней и способов их лечения.
Глубокое машинное обучение использует «язык белков»
13. Медицинская визуализация
Медицинская визуализация является важным инструментом клинического анализа, позволяющим врачам видеть то, что скрыто кожей и костями, для точной диагностики и лечения заболеваний. Все эти научные инновации, от рентгеновских лучей и рентгенографии до МРТ и ультразвуковых технологий, помогли сделать современную медицину наименее инвазивной, при этом обеспечивая наилучшие результаты для пациентов.
В частности, Вильгельм Рентген, немецкий физик, открыл рентгеновские лучи в 1895 году. Рентгеновские лучи проходят прямо через некоторые вещества, такие как плоть и дерево, но останавливаются другими, такими как кости и свинец. Это позволяет использовать их для обнаружения сломанных костей или взрывчатых веществ внутри чемоданов, что делает их полезными для врачей и сотрудников службы безопасности. За это открытие Рентген был впервые удостоен Нобелевской премии по физике в 1901 году.
Медицинская визуализация действительно демонстрирует, как наука и технология дополняют друг друга, поскольку одна развивает другую.
Медицинская визуализация
14. Интернет
Возможно, величайшее технологическое изобретение нашего времени. Поистине выдающееся достижение в области физики и инженерии, Интернет оказал огромное влияние на всех нас, и, в частности, в области науки он соединил ученых со всего мира и позволил им легче обмениваться информацией и исследованиями, поощрять международное сотрудничество, предоставлять научные ресурсы и документы для больше людей, чем когда-либо.
История интернета
Из недавних:
15. Обнаружение первых гравитационных волн
В 1916 году Альберт Эйнштейн предположил, что когда объекты с достаточной массой ускоряются, они иногда могут создавать волны, которые движутся сквозь ткань пространства и времени, как рябь на поверхности пруда. Хотя позже Эйнштейн сомневался в их существовании, эти пространственно-временные морщины, называемые гравитационными волнами, являются ключевым предсказанием теории относительности, и их поиски занимали исследователей на протяжении десятилетий. Хотя убедительные намеки на волны впервые появились в 1970-х годах, никто не обнаруживал их напрямую до 2015 года, когда базирующаяся в США обсерватория LIGO почувствовала толчок отдаленного столкновения двух черных дыр. Открытие, о котором было объявлено в 2016 году, открыло новый способ «услышать» космос.
В 2017 году LIGO и европейская обсерватория Virgo ощутили еще одну серию толчков, на этот раз вызванных столкновением двух сверхплотных объектов, называемых нейтронными звездами. Телескопы по всему миру видели связанный с этим взрыв, что сделало это событие первым в истории, наблюдаемым как в световых, так и в гравитационных волнах. Эти важные данные дали ученым беспрецедентный взгляд на то, как работает гравитация и как образуются такие элементы, как золото и серебро.
Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger
16. Встряхивание генеалогического дерева человечества
В 2010 году Ли Бергер представил далекого предка по имени Australopithecus sediba. Пять лет спустя он объявил, что в южноафриканской пещерной системе «Колыбель человечества» обнаружены окаменелости нового вида: Homo naledi, гоминида, чья «мозаичная» анатомия напоминает как современных людей, так и гораздо более древних родственников.
Последующее исследование также показало, что H. naledi удивительно молод, живя по крайней мере между 236 000 и 335 000 лет назад. Другие замечательные открытия были сделаны в Азии. В 2010 году группа ученых объявила, что ДНК, извлеченная из древней сибирской кости, не похожа ни на одну из ДНК современного человека, что стало первым свидетельством происхождения потомков, называемых теперь денисовцами. В 2018 году в Китае были обнаружены каменные орудия возрастом 2,1 миллиона лет, что подтверждает, что производители инструментов распространились в Азии на сотни тысяч лет раньше, чем считалось ранее. В 2019 году исследователи на Филиппинах объявили об окаменелостях Homo luzonensis, нового типа гоминина, похожего на Homo floresiensis.
The Human Family Tree
17. Открытие тысяч новых экзопланет
Человеческие знания о планетах, вращающихся вокруг далеких звезд, сделали гигантский скачок вперед в 2010-х годах, в немалой степени благодаря космическому телескопу НАСА «Кеплер». С 2009 по 2018 год только Кеплер обнаружил более 2700 подтвержденных экзопланет, что составляет более половины текущего общего количества. Среди них; первая подтвержденная каменистая экзопланета. Его преемник TESS, запущенный в 2018 году, уже находит гораздо больше экзопланет. Надеюсь, в ближайшие годы мы увидим гораздо больше.
В 2017 году исследователи объявили об открытии TRAPPIST-1, звездной системы всего в 39 световых годах от нас, в которой находятся семь планет размером с Землю; больше всего встречается вокруг любой звезды, кроме Солнца.
За год до этого проект Pale Red Dot объявил об открытии Проксимы b, планеты размером с Землю, которая вращается вокруг Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, находящейся всего в 4,25 световых года от нас.
Некоторые из крупнейших экзопланет в масштабе. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble.
18. Технология CRISPR
Огромный прогресс в нашей способности точно редактировать ДНК был достигнут в последнее время, во многом благодаря идентификации системы Crispr-Cas9. Некоторые бактерии естественным образом используют Crispr-Cas9 в качестве иммунной системы, поскольку он позволяет им хранить фрагменты вирусной ДНК, распознавать любой будущий соответствующий вирус, а затем нарезать ДНК вируса на ленточки. В 2012 году исследователи предложили использовать Crispr-Cas9 в качестве мощного инструмента генетического редактирования, поскольку он точно разрезает ДНК способами, которые ученые могут легко настроить. В течение нескольких месяцев другие команды подтвердили, что этот метод работает с ДНК человека. С тех пор лаборатории всего мира стремились идентифицировать подобные системы, модифицировать Crispr-Cas9, чтобы сделать его еще более точным, и экспериментировать с его применением в сельском хозяйстве и медицине.
Схема редактирования генома с помощью системы CRISPR/Cas9
19. Бозон Хиггса
Как материя приобретает массу? В 1960-х и 1970-х годах физики, в том числе Питер Хиггс и Франсуа Энглер, предложили решение в виде нового энергетического поля, которое пронизывает Вселенную и теперь называется полем Хиггса. Это теоретическое поле также пришло с связанной с ним фундаментальной частицей, которую сейчас называют бозоном Хиггса. В июле 2012 года поиски, длившиеся несколько десятилетий, закончились, когда две команды на Большом адронном коллайдере ЦЕРН объявили об обнаружении бозона Хиггса.
Это открытие дополнило последнюю недостающую часть Стандартной модели, впечатляюще успешной — хотя и неполной — теории, описывающей три из четырех фундаментальных сил в физике и все известные элементарные частицы.
Детектор ATLAS
20. Вакцина COVID-19
До пандемии COVID-19 существовала устоявшаяся совокупность знаний о структуре и функциях коронавирусов, вызывающих такие заболевания, как тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС) и ближневосточный респираторный синдром (БВРС).
Эти знания ускорили разработку различных платформ вакцин в начале 2020 года. Первоначально вакцины против SARS-CoV-2 были направлены на профилактику симптоматических, часто тяжелых заболеваний. Вакцины против COVID-19 в настоящее время широко известны за их роль в снижении тяжести и смертности, вызванных COVID-19.
Строение и генетический цикл коронавируса. Слева: общий вид. Справа: схема репликации.
Итак, мы наконец-то в конце нашего невероятно длинного списка. Для меня было важно иметь хорошее сочетание нового и старого, учитывая насколько старые открытия выдержали испытание временем и ускорили дальнейшие исследования, не игнорируя при этом недавние открытия, которые фантастичны сами по себе.
Прошу вас рассказать мне о ваших фаворитах из общего списка. Скажите, что бы вы включили, и проголосуйте за ваш фаворит в опросе, чтобы, возможно, мы, наконец, смогли договориться о величайшем научном открытии всех времен…
То есть до конца 2023 года, когда вы все сами сделаете новые открытия, и нужно будет и начать все сначала.
Поздравляю вас и ваших близких с наступающим Новым годом!
10 самых важных научных открытий в мире
Современная цивилизация не существовала бы без технологий и научных изобретений. Многие из них меняли представления о мире или жизнь людей. Сейчас очевидно, что руки после улицы нужно мыть; если бросить вверх камень с достаточной скоростью, он выйдет на орбиту Земли, а мыши не самозарождаются в соломе. Но это было известно (и доступно) не всегда. Представляем 10 открытий, изменивших мир.
ТОП 10: величайшие научные открытия, изменившие мир
Выбрать только 10 открытий из всех сложно. Пришлось отказаться от наследия античности и от некоторых областей наук: с ними текст получился бы огромным. Многие величайшие достижения человечества, например: волновая теория света, закон сохранения энергии, структура генетического кода — остались не рассмотренными по этой же причине. Поэтому рассмотрим те научные открытия, без которых не было бы современной науки и цивилизации.
Гелиоцентрическая система мира
Земля вращается вокруг Солнца с периодом вращения один год. На этом основана современная астрономия. Однако со 2 до конца 17 века геоцентризм — идея о том, что Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг Земли — был популярнее. Так утверждали труды Аристотеля и Птолемея, а также Библия. Мало кто из философов и ученых решался спорить с ними.
Николай Коперник (1473-1543), возродивший концепцию гелиоцентризма
В 1543 году польский астроном Николай Коперник опубликовал книгу «О движении небесных сфер». В ней он утверждал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а Земля, кроме того — и вокруг своей оси. Эти дату и книгу считают моментом возрождения гелиоцентризма.
Концепция гелиоцентризма
Теория о гелиоцентризме была доказана только после открытия законов классической механики. До этого ее развивали Иоганн Кеплер, Галилео Галилей и другие астрономы и физики.
Клеточное строение живых организмов и микроскопия
«Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – структурная и функциональная единица живого». Без этих знаний биология и медицина оставались бы на уровне 15 века. Клеточную теорию строения живого разработали благодаря исследованиям Роберта Гука и Антони ван Левенгука.
Англичанин Роберт Гук в 1665 году опубликовал книгу «Микрография». Помимо астрономических наблюдений в ней были рисунки срезов пробки с упорядоченными пустотами. Гук назвал их клетками, и термин прижился.
Клетка в микроскопии
Страстью Антони ван Левенгука, работника торговой лавки, была микроскопия. Левенгук научился шлифовать линзы и собирать их в стопки, чтобы усилить увеличение. Прочитав книгу Гука, Левенгук начал рассматривать в самодельный микроскоп все подряд. Именно Левенгук первым открыл одноклеточные организмы, бактерии, эритроциты (клетки крови), мышечные волокна.
Закон всемирного тяготения и законы классической механики
Классическая, или ньютоновская механика, благодаря которой существуют современные механизмы, немыслима без законов Ньютона. В 1687 году Исаак Ньютон издал книгу «Математические начала натуральной философии». В ней английский ученый описал три закона движения и закон всемирного тяготения, определил основные физические термины, в том числе, массу и силу, изложил результаты своих исследований в области гидродинамики и астрономии.
Книга «Математические начала натуральной философии»
В 1905 году Альберт Эйнштейн усовершенствовал теорию Ньютона, разработав общую теорию относительности. О ней речь пойдет ниже.
Электричество
Научные открытия 20 века и современное общество не могли бы существовать без электричества. Датировать эту технологию сложно. О положительном и отрицательном электрических зарядах писал Шарль Дюфе в 1734 году. В 1800 году Алессандро Вольта изобрел источник постоянного тока – первую батарейку. Двумя годами позже Василий Петров открыл вольтову дугу, и с этого момента исследователи разных стран искали способы использовать электричество для освещения.
Лампочка испускает свет за счет теплового действия тока
В 1831 году Майкл Фарадей описал электромагнитную индукцию и создал первый электрогенератор, а затем – электродвигатель. Электромагнитные волны впервые зарегистрировал Генрих Герц. В 1897 году Джозеф Топмсон открыл электрон. Их движение и есть электрический ток.
Генетика
Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Она объясняет, почему и как получаются новые породы животных и сорта растений; что будет, если добавить помидору гены лосося, будет ли такой помидор плавать лучше обычного (не будет) и как заставить бактерии вырабатывать инсулин – лекарство, необходимое диабетикам.
Грегор Мендель (1822-1884)
Основы генетики заложил Грегор Мендель, монах-августинец, живший в Австрии. Примечательно, что три его попытки получить должность преподавателя естественных наук в Высшей Школе в Брюнне окончились провалом: Менделю не давалась биология. Поэтому он остался в монастыре, где ставил эксперименты на горохе с 1856 по 1863 годы. Обработав огромный объем данных, в 1865 году Грегор Мендель вывел три основных закона генетики. Однако эту работу оценили только в начале 20 века, когда другие исследователи открыли гены.
Теория эволюции
Без теории эволюции научные открытия 19 века были бы неполны. Новые виды живых организмов появляются из-за естественного отбора – выживания наиболее приспособленных к окружающей среде особей. Основы современной теории эволюции, разработанной в 1937-1944 годах, стала теория Дарвина.
Чарлз Дарвин (1809-1882)
Английский натуралист Чарлз Дарвин опубликовал «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 году. Он собирал материалы для нее с 1837 года: вел дневники наблюдений за домашними животными и растениями и переписывался с другими учеными. Идея о том, что живые организмы развиваются, а не существуют неизменными, пришла Дарвину после изучения научных трудов и кругосветного путешествия на корабле «Бигль».
Реконструкции ископаемых гоминид
Радиоактивность
Лучевая терапия рака и атомная энергия привычны нам. Они возможны из-за радиоактивности – распада веществ с выделением элементарных частиц и излучения. При этом одно вещество может превратиться в другое.
Явление радиоактивности открыл в 1896 году физик Антуан Беккерель. Он выяснил, что соли урана засвечивают фотопластинку, даже если она защищена темной бумагой. При этом излучение урана не зависит от солнечного света, в отличие от другого типа свечения – люминесценции.
Мария и Пьер Кюри проверяют наличие в минералах урана радиоактивных элементов
Кроме Беккереля радиоактивный распад исследовали Пьер и Мария Кюри. Именно они в 1898 году открыли радиоактивность тория, а несколько позже – радия и полония. Влияние радиации на живые организмы исследовали медики разных стран в 1900-1906 годах. Вначале оно считалось благоприятным. Опасность радиации выявил Пьер Кюри, вживив радий лабораторным мышам.
Теория относительности
К 20 веку физикам стало тесно в инерциальных системах отсчета – тех, где все тела либо покоятся, либо равномерно и прямолинейно движутся. Нужно было понять, как работать в системах, где не действует классическая механика Ньютона.
Альберт Эйнштейн (1879-1955)
Эту проблему решил Альберт Эйнштейн. Его книга «К электродинамике движущихся тел», опубликованная в 1905 году, содержала математический аппарат для неинерциальных систем. Эта теория называлась специальной теорией относительности. Позднее Эйнштейн разработал теорию гравитации и создал общую теорию относительности, которая работает в масштабе Вселенной. Согласно ей, силы инерции и гравитация имеют одну природу.
Базовое понимание теории относительности: событие B одновременно с A в зеленой системе отсчета, однако оно уже произошло в синей системе и произойдет позже в красной системе.
В физике относительность одновременности — это понятие о том, что отдаленная одновременность — происходят ли два пространственно разделенных события в одно и то же время — не абсолютна, а зависит от системы отсчета наблюдателя.
Специальная теория относительности в сочетании с квантовой механикой дала релятивистскую квантовую теорию поля. На общей теории относительности основана современная физика.
Антибиотики
Научные открытия, изменившие мир, часто сложны, и их влияние на нашу жизнь не совсем очевидно. Однако одно из них известно и понятно всем – это открытие антибиотиков – веществ, убивающих бактерии. Именно антибиотики во много раз снизили смертность от раневых инфекций и болезней.
Александр Флеминг (1881-1955)
Впервые об антибиотиках начали говорить в конце 19 века. Однако эти исследования не были замечены. Поэтому считается, что первый антибиотик открыл английский микробиолог Александр Флеминг. Это открытие можно считать удачной случайностью. Флеминг обратил внимание, что в одной из чашек с микроорганизмами выросла плесень. Бактерии вокруг плесени погибли. Из плесени Флеминг получил пенициллин.
Пенициллин
Микробиологи по всему миру начали искать другие вещества, опасные для микроорганизмов. Выяснилось, что многие грибы, растения и бактерии вырабатывают антибиотики. Некоторые из них достаточно безопасны для человека.
Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик – ученые, изменившие мир, описав структуру ДНК как двойную спираль. ДНК – это носитель наследственной информации у бактерий, грибов, растений, животных и некоторых вирусов. По сути это инструкция, по которой строится и работает организм. Понимание, как устроена ДНК, позволило обосновать генетику и получать генетически модифицированные организмы с заданными свойствами.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (двойная спираль)
Научные открытия — FAQ
Многие величайшие открытия относятся именно к математике: хотя бы аналитическая геометрия, десятичные логарифмы, теория вероятностей, геометрия Лобачевского, десятичные дроби, дифференциальные уравнения… Строго говоря, топ-10 научных открытий целиком должен состоять из них: без математики нет других наук. Но рассказывать о них пришлось бы намного дольше. Так что в другой раз.
Почти по той же причине: величайшие достижения человечества в этих областях пришлось бы долго описывать. О каждом из них нужна своя статья.
Все перечисленное, как и метод радиоуглеродного анализа, нанотрубки и клонирование млекопитающих – технологии, которые изменили мир, способы получить практический результат. Открытия же относятся к фундаментальной науке, на которой основана практика.
Бозон Хиггса – это элементарная частица, предсказанная Питером Хиггсом в 1964 году. Открыли его 4 июля 2012 года в ходе экспериментов на Большом адроном коллайдере. Бозон Хиггса – последняя обнаруженная частица Стандартной модели – теоретической модели, описывающей взаимодействия всех 61 элементарной частицы.
Предполагалось, что у Z- и W-бозонов, отвечающих за взаимодействия на расстояниях около 2×10-18 м (меньше диаметра атомного ядра), массы быть не должно. Но она есть, и объясняет ее наличие именно Бозон Хиггса. Эти бозоны формируют поле Хиггса. Когда частицы проходят через поле Хиггса, оно сопротивляется, и это выглядит как изменения масс частиц. Открытие бозона Хиггса позволяет дополнить и расширить Стандартную модель, которая не охватывает гравитацию, темную материю и антиматерию.
Эмбриональные стволовые клетки – это клетки, которые еще не получили специализацию, или не дифференцировались – не превратились в нервную, мышечную, покровную или какую-нибудь другую ткань. Они есть в любом организме: из них вырастают новые клетки взамен погибших.
О стволовых клетках начали говорить в 1964 году, когда выяснилось, что клетки раковой опухоли не дифференцируются. В 1981 году стволовые клетки выделили из эмбрионов мыши, а в 1998 году – из бластоцисты (ранней стадии эмбриона) человека. Сейчас во многих странах проходят клинические испытания эмбриональных стволовых клеток для лечения травм и болезней. Пока их не завершат, в медицине стволовые клетки применять не будут.
Двумерные кристаллы углерода: у них нет толщины. По сути это плоскость графита, того же, что в карандашах. Поэтому его свойства предсказали задолго до 2004 года, в котором Андрей Гейм и Константин Новоселов в Манчестерском университете получили графен. В 2010 году появилась технология, с помощью которой можно выращивать метровые листы графена. Способы использования графена разрабатывают исследователи в разных странах. Скорее всего, начнут с электроники и обнаружения химических веществ.
В 1911 году Константин Циолковский рассчитал вторую космическую скорость – минимально необходимую, чтобы удалиться от Земли. Без этого знания космические полеты невозможны. В 1931 году Карл Янский открыл космическое радиоизлучение. В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили реликтовое излучение. В 1992 году был открыт пояс Койпера. Звездные потоки вокруг центра Галактики открыли в 2007 году, сверхскопление галактик Ланиакея – в 2014 году. В 2016 году зафиксировали гравитационные волны при слиянии двух черных дыр.
Можно, и такой организм уже создан. Это искусственная бактерия Mycoplasma laboratorium, которую зовут Синтия – от слова «синтетический». Группа ученых получила ее в 2010 году. Эта бактерия не опасна для человека, а ее геном, помимо необходимых генов, содержит четыре зашифрованных сообщения от создателей.
Напоследок рекомендуем посмотреть научно-популярный фильм «Путешествие на край Вселенной», рассказывающий не только о рождении нашей планеты, но и необъятной Вселенной в целом.
Топ-25: величайшие научные открытия в истории человечества
За последние несколько веков мы совершили бесчисленное множество открытий, которые помогли значительно улучшить качество нашей повседневной жизни и понять, как устроен мир вокруг нас. Оценить всю важность этих открытий очень сложно, если не сказать, что почти невозможно. Но одно ясно наверняка – некоторые из них буквально изменили нашу жизнь раз и навсегда. От пенициллина и винтового насоса до рентгена и электричества, перед вами список из 25 величайших открытий и изобретений человечества.
25. Пенициллин 
Фото: wikipedia
Если бы в 1928 году шотландский ученый Александр Флеминг (Alexander Fleming) не открыл пенициллин, первый антибиотик, мы до сих пор бы умирали от таких болезней, как язва желудка, от абсцессов, стрептококковых инфекций, скарлатины, лептоспироза, болезни Лайма и многих других.
24. Механические часы 
Фото: pixabay
Существуют противоречивые теории о том, как же на самом деле выглядели первые механические часы, но чаще всего исследователи придерживаются версии, что в 723 году нашей эры их создал китайский монах и математик Ай Ксинг (I-Hsing). Именно это основополагающее изобретение позволило нам измерять время.
23. Гелиоцентризм Коперника 
Фото: WP / wikimedia
В 1543 году практически на смертном одре польский астроном Николай Коперник обнародовал свою знаменательную теорию. Согласно трудам Коперника стало известно, что Солнце – центр нашей планетной системы, а все ее планеты вращаются вокруг нашей звезды каждая по своей орбите. До 1543 года астрономы полагали, что именно Земля была центром Вселенной.
22. Кровообращение 
Фото: Bryan Brandenburg
Одним из самых важных открытий в медицине стало открытие системы кровообращения, о чем в 1628 году объявил английский врач Вильям Харви (William Harvey). Он стал первым человеком, описавшим всю систему циркуляции и свойства крови, которую сердце качает по всему нашему телу от мозга до кончиков пальцев.
21. Винтовой насос 
Фото: David Hawgood / geographic.org.uk
Один из известнейших древнегреческих ученых, Архимед, считается автором одного из первых в мире водяных насосов. Его устройство представляло собой вращающийся штопор, который проталкивал воду вверх по трубе. Это изобретение продвинуло ирригационные системы на новый уровень и до сих пор используется на многих заводах по очистке сточных вод.
20. Гравитация 
Фото: wikimedia
Все знают эту историю – Исаак Ньютон, знаменитый английский математик и физик, открыл гравитацию после того, как в 1664 году ему на голову упало яблоко. Благодаря этому событию мы впервые узнали, почему предметы падают вниз, и почему планеты вращаются вокруг Солнца.
19. Пастеризация 
Фото: wikimedia
Пастеризация была открыта в 1860-х годах французским ученым Луи Пастером (Louis Pasteur). Она представляет собой процесс термической обработки, во время которой в определенных продуктах питания и напитках (вино, молоко, пиво) происходит разрушение патогенных микроорганизмов. Это открытие возымело значительное влияние на общественное здравоохранение и развитие пищевой промышленности во всем мире.
18. Паровой двигатель 
Фото: pixabay
Всем известно, что современная цивилизация ковалась на заводах, построенных во время промышленной революции, и что все это происходило с использованием паровых двигателей. Двигатель, приводимый в действие силой пара, был создан давно, но за последнее столетие он был существенно доработан тремя британскими изобретателями: Томасом Сэйвери, Томасом Ньюкаменом и самым знаменитым из них – Джеймсом Ваттом (Thomas Savery, Thomas Newcomen, James Watt).
17. Кондиционер 
Фото: Ildar Sagdejev / wikimedia
Примитивная система климат-контроля существовала с древних времен, но она существенно изменилась, когда в 1902 году появился первый современный электрический кондиционер. Его изобрел молодой инженер по имени Виллис Карриер (Willis Carrier), выходец из Баффало, штат Нью-Йорк (Buffalo, New York).
16. Электричество 
Фото: pixabay
Судьбоносное открытие электричества причисляется английскому ученому Майклу Фарадею (Michael Faraday). Среди его ключевых открытий стоит отметить принципы действия электромагнитной индукции, диамагнетизм и электролиз. Эксперименты Фарадея также привели к созданию первого генератора, ставшего предшественником огромных генераторов, которые сегодня производят привычное нам в повседневной жизни электричество.
15. ДНК 
Фото: pixabay
Многие считают, что именно американский биолог Джеймс Ватсон и английский физик Фрэнсис Крик (James Watson, Francis Crick) в 1950-х годах открыли ДНК, но на самом деле впервые эта макромолекула была выявлена еще в конце 1860-х годов швейцарским химиком Фридрихом Майшером (Friedrich Miescher). Затем спустя несколько десятилетий после открытия Майшера уже другие ученые провели ряд исследований, которые наконец-то помогли нам прояснить, как организм передает свои гены следующему поколению, и как координируется работа его клеток.
14. Анестезия 
Фото: Wikimedia
Простые формы анестезии, такие как опиум, мандрагора и алкоголь, использовались людьми издавна, и первые упоминания о них ссылаются аж на 70 год нашей эры. Но с 1847 года обезболивание перешло на новый уровень, когда американский хирург Генри Бигелоу (Henry Bigelow) впервые ввел в свою практику эфир и хлороформ, сделав крайне болезненные инвазивные процедуры намного более переносимыми.
13. Теория относительности 
Фото: Wikimedia
Включая две взаимосвязанные теории Альберта Эйнштейна (Albert Einstein), специальную и общую теорию относительности, теория относительности, опубликованная в 1905 году, преобразовала всю теоретическую физику и астрономию 20 века и затмила 200-летнюю теорию механики, предложенную Ньютоном. Теория относительности Эйнштейна стала основой для большей части научных работ современности.
12. Рентгеновские лучи 
Фото: Nevit Dilmen / wikimedia
Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Rontgen) нечаянно открыл рентгеновские лучи в 1895 году, когда он наблюдал за флюоресценцией, возникающей при работе катодно-лучевой трубки. За это поворотное открытие в 1901 году ученый был удостоен Нобелевской премии, ставшей первой в своем роде в области физических наук.
11. Телеграф 
Фото: wikipedia
С 1753 года многие исследователи проводили свои эксперименты для установления связи на расстоянии с помощью электричества, но значительный прорыв произошел лишь спустя несколько десятилетий, когда в 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэйви (Joseph Henry, Edward Davy) изобрели электрическое реле. С помощью этого устройства они и создали первый телеграф 2 года спустя.
10. Периодическая система химических элементов 
Фото: sandbh / wikimedia
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев заметил, что если упорядочить химические элементы по их атомной массе, они условно выстраиваются в группы с похожими свойствами. На основании этой информации он создал первую периодическую систему, одно из величайших открытий в химии, которое позже прозвали в его честь таблицей Менделеева.
9. Инфракрасные лучи 
Фото: AIRS / flickr
Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом Вильямом Хершелем (William Herschel) в 1800 году, когда он изучал нагревательный эффект света разных цветов, используя для разложения света в спектр призму, и измеряя изменения термометрами. Сегодня инфракрасное излучение используется во многих областях нашей жизни, включая метеорологию, системы подогрева, астрономию, отслеживание теплоемких объектов и многие другие сферы.
8. Ядерный магнитный резонанс 
Фото: Mj-bird / wikimedia
Сегодня ядерный магнитный резонанс постоянно используют в качестве чрезвычайно точного и эффективного диагностического инструмента в области медицины. Впервые это явление было описано и вычислено американским физиком Исидором Раби (Isidor Rabi) в 1938 году во время наблюдения за молекулярными пучками. В 1944 году за это открытие американскому ученому вручили Нобелевскую премию по физике.
7. Отвальный плуг 
Фото: wikimedia
Изобретенный в 18-ом столетии, отвальный плуг стал первым плугом, который не только вскапывал почву, но и размешивал ее, что позволило обрабатывать в сельскохозяйственных целях даже очень неподатливую и каменистую землю. Без этого орудия сельское хозяйство, каким мы знаем его сегодня, в северной Европе или в центральной Америке не существовало бы.
6. Камера-обскура 
Фото: wikimedia
Предшественником современных фотоаппаратов и видеокамер стала камера-обскура (в переводе темная комната), которая была оптическим устройством, используемым художниками для создания быстрых набросков во время выездов за пределы своих мастерских. Отверстие в одной из стенок устройства служило для создания перевернутого изображения того, что происходило снаружи камеры. Картинка отображалась на экране (на противоположной от отверстия стенке темного ящика). Эти принципы были известны веками, но в 1568 году венецианец Даниель Барбаро (Daniel Barbaro) внес изменения в устройство камеры-обскура, дополнив его собирающими линзами.
5. Бумага 
Фото: pixabay
Первыми примерами современной бумаги часто считают папирус и амате, которые использовали древние средиземноморские народы и доколумбовые американцы. Но было бы не совсем верно считать их настоящей бумагой. Ссылки на первое производство писчей бумаги относятся к Китаю во времена правления империи Восточная Хань (25-220 годы нашей эры). Первая бумага упоминается в летописях, посвященных деятельности судебного сановника Цай Луна (Cai Lun).
4. Тефлон 
Фото: pixabay
Материал, благодаря которому ваша сковорода не пригорает, на самом деле был изобретен абсолютно случайно американским химиком Роем Планкетт (Roy Plunkett), когда тот искал замену холодильным агентам, чтобы обезопасить домашний быт. Во время одного из своих экспериментов ученый открыл странную скользкую смолу, которая позже стала больше известной как тефлон.
3. Теория эволюции и естественного отбора 
Фото: wikimedia
Вдохновленный своими наблюдениями в ходе второго исследовательского путешествия в 1831-1836 годах, Чарльз Дарвин (Charles Darwin) приступил к написанию своей знаменитой теории эволюции и естественного отбора, ставшей по мнению ученых со всего света ключевым описанием механизма развития всего живого на Земле
2. Жидкие кристаллы 
Фото: William Hook / flickr
Если бы австрийский ботаник и физиолог Фридрих Райницер (Friedrich Reinitzer) не открыл жидкие кристаллы во время проверки физико-химических свойств различных производных холестерина в 1888 году, сегодня вы бы не знали, что такое телевизоры с жидкокристаллическими экранами или плоские LCD мониторы.
1. Вакцина от полиомиелита 
Фото: GDC Global / flickr
26 марта 1953 года американский медицинский исследователь Йонас Солк (Jonas Salk) объявил, что ему удалось провести успешные испытания вакцины против полиомиелита, вируса, который вызывает тяжелое хроническое заболевание. В 1952 году из-за эпидемии этого недуга диагноз был поставлен 58 000 жителей США, и болезнь унесла 3 000 невинных жизней. Это подстегнуло Солка на поиски спасения, и теперь цивилизованный мир в безопасности хотя бы от этой беды.
10 самых важных экспериментов, изменивших наш мир
Чего только не сотворили ученые и исследователи во благо науки. Какие только безумные эксперименты они не ставили, чтобы открыть что-то новое. Все это сейчас может вызывать улыбку или, наоборот, недоумение из-за странности происходившего, но тогда это было действительно важно, а о том, что это будет странно, никто и не догадывался. Тем не менее многим из таких экспериментов мы обязаны тем, что сейчас у нас есть. В этой статье вам предлагается подборка самых странных, необычных, крутых и очень важных исследований, которые когда-либо проводились. Возможно, они привели к открытию того, чем вы пользуетесь в обычной жизни.
Эксперименты бывают разные.
Научные эксперименты
Даже мы, простые люди, каждый день ставим эксперименты, результат которых влияет на нашу жизнь. Например, что будет, если погреть котлеты в микроволновке не 40, а 50 секунд? Или что будет, если поехать домой не так, а вот так, будет ли это быстрее? Как не странно, это тоже эксперименты, которые помогают нам понять мир. Примерно тем же занимаются ученые.
Самые удачные эксперименты меняют многое и остаются в истории. Можно сказать, что это нерукотворный памятник нашему пытливому уму и стремлению человечества двигаться вперед и покорять новые научные вершины.
Ниже я приведу примеры удачных экспериментов и даже один научный провал, который покажет, что не все всегда идет так, как задумано, даже если изначально эксперимент был очень крутым.
Измерение мира Эратосфеном
Это исследование было проведено в конце третьего века до нашей эры энтузиастом — ученым по имени Эратосфен, родившимся в 276 году до н.э. в Кирене (греческое поселение на территории современной Ливии).
Эратосфен постоянно переключался с одного на другое, так как был очень увлекающимся человекам. При этом он работал библиотекарем в знаменитой Александрийской библиотеке. Именно там он провел свой знаменитый эксперимент. Он слышал, что в городе Сиене на реке Нил (современный Асуан) полуденное солнце светило прямо, не отбрасывая тени, в день летнего солнцестояния. Заинтригованный Эратосфен измерил тень, отбрасываемую вертикальной палкой в Александрии в тот же день и время. Он определил, что угол солнечного света там составляет 7,2 градуса или 1/50 от круга в 360 градусов.
Вклад Эратосфена в географию нельзя переоценить.
Греки знали, что Земля сферическая. Эратосфен решил, что зная расстояние между двумя городами и то, что угол тени составляет 1/50 от полной окружности, можно перемножить эти два значения и получить длину окружности Земли. В итоге, он получил цифру 45 700 километров. Реальная длина окружности составляет примерно 40 000 километров.
Читывая точность измерительных приборов того времени и то, что расстояние между городами было определено с погрешностью, можно сказать, что его вывод оказался очень даже точным, а отклонение не такое уж и большое. Именно он, увлекаясь подобными измерениями, придумал науку географию, отцом которой его считают до сих пор.
Кто открыл пульс и течение крови
О крови и о том, как она течет внутри живых организмов, говорили многие, включая Галена — греческого врача-философа, теория которого просуществовала около полутора тысяч лет. Но только в 1628 году была опубликована иная теория, которая изменила все.
Опубликовал ее Уильям Харви, который был королевским врачом при дворе Джеймса I. Такая работа давала ему время и деньги на исследования, которыми он с удовольствием занимался, иногда ставя очень странные и даже жуткие эксперименты.
Кровь — основа организма. И ее изучение очень важно.
Например, Харви публично нарезал животных, чтобы показать, что внутри них очень мало крови. Также он проводил эксперименты на змеях, показывая, что если зажать сосуды, которые ведут к сердцу, то оно сжимаемся и белеет, а если те, которые из него выходят, то оно распухает. Так он доказал течение крови через сердце.
Он также ставил эксперименты на добровольцах. В частности, перекрывая ток крови к конечностям, чтобы понять, как она циркулирует по организму человека.
В результате своих исследований он сделал вывод, что кровь течет по двум кругам, формируется в печени из еды, которую люди едят, и обязательно проходит через легкие, насыщаясь ”духом”. Но в любом случае, она двигается по всему телу, заходя даже в самые удаленные его уголки.
Это сейчас мы знаем, что кровь течет через легкие. Когда-то этого не знали.
Свою теорию он опубликовал в 1628 году в книге De Motu Cordis (Движение сердца). Его подход, основанный на фактических данных, изменил медицинскую науку, и сегодня он признан отцом современной медицины и физиологии.
Кто открыл генетику
Ребенок всегда похож на родителей — от небольшого сходства до полноценной копии. Многие люди во все времена задавались вопросом, зачем это нужно.
Ответы на эти вопросы стали появляться примерно 150 лет назад от ученого, родившегося на территории нынешней Чешской республики в 1822 году. У родителей Грегора Менделя не было денег на образование детей и в 1843 году он присоединился к августинскому ордену, монашеской группе, которая делала упор на исследования и обучение.
Первое генетическое исследование шизофрении среди африканцев выявило редкие мутации. Но что это значит?
Укрывшись в монастыре в Брно, застенчивый Грегор сразу начал интересоваться наукой. Сначала он пробовал скрещивать цветы, получая новые оттенки и форму лепестков. Особенно его привлекали фуксии. Потом он переключился на горох, тщательно документируя свои опыты и доказав, что при скрещивании зеленого и желтого гороха всегда получается желтый. Однако скрещивание этих двух желтых ”потомков” периодически снова выдавало зеленый горох.
К генетике пришли через растения.
Он опередил свое время. Его исследованиям уделялось мало внимания в свое время, но спустя десятилетия, когда другие ученые обнаружили и воспроизвели эксперименты Менделя, они стали рассматриваться как прорыв.
Гениальность экспериментов Менделя заключалась в том, что он сформулировал простые гипотезы, которые очень хорошо объясняют некоторые вещи, вместо того, чтобы сразу решать все сложности наследственности. Так он заложил основы генетики и дал современным ученым отличную базу для развития.
Как открыли цветовые спектры света
Исаак Ньютон во время вспышки чумы в его студенческом городке пережидал эпидемию в другом месте и часто заходил на местный рынок, где раздобыл детскую игрушку в виде призмы. Она просто показывала, что в нее входит свет, а на выходе получается радуга. Это было все, что она могла дать, но Ньютон начал изучать ее более внимательно и сделал важное открытие.
Он доказал, что привычный свет разбивается на цветовые спектры. Это открытие позволило создать науку под названием оптика, являющуюся неотъемлемой частью современной физики.
Чтобы доказать, что дело было не в призме, он пропускал свет через одну призму, а один из выделенных цветовых потоков — через другую. Он не менял свой цвет, значит дело было не в призме и она не могла изменить проходящий через нее свет, окрасив его.
Все пользовались этими призмами, но никто не думал, как они работают.
В оригинальной статье 1672 года Ньютон недостаточно полно описал установку, с которой он работал, поэтому его современники изо всех сил старались повторить эксперимент, но им это не удавалось. Впрочем, результаты никто не ставил под сомнение, так как они были очень убедительными.
Ньютон творил много странных вещей, включая углубление в библейскую нумерологию, оккультизм и втыкание иголок в свои веки, но все это не помешало ему сделать много важных открытий и увековечить свое имя в истории.
Как распространяются световые волны
Если что-то сказать, то за счет вибрации воздуха звук передается в уши слушателя. Если бросить камень, то по воде идут волны, но у них всегда есть среда, в которой они движутся. Свет проходит и через воздух, и через воду, и даже через вакуум.
Именно это и вызывало вопросы в конце 19-го века. Никто не понимал, почему нет среды, но есть движение света. Единственным объяснением было существование светоносного эфира.
Работая вместе в Университете Западного Кейса в Огайо, Альберт Майкельсон и Эдвард Морли намеревались доказать существование этого эфира. То, что у них получилось, является возможно самым известным неудавшимся экспериментом в истории.
Гипотеза ученых заключалась в следующем: когда Земля вращается вокруг Солнца, она постоянно проходит сквозь эфир, создавая эфирный ветер. Когда путь светового луча движется в том же направлении, что и ветер, свет должен двигаться немного быстрее по сравнению с движением ”против ветра”.
В начале 1880-х годов Майкельсон изобрел тип интерферометра, инструмента, который объединяет источники света. Интерферометр Майкельсона излучает свет через одностороннее зеркало. Свет разделяется на две части и получающиеся лучи движутся под прямым углом друг к другу. Через некоторое время они отражаются от зеркал назад к центральному месту встречи. Если световые лучи приходят в разное время из-за какого-то искажения (скажем, от эфирного ветра), они создают характерную интерференционную картину.
Исследователи защитили свой прибор от вибраций, поместив его на твердую плиту из песчаника, и изолировали его в подвале здания кампуса. Майкельсон и Морли медленно поворачивали плиту, ожидая увидеть интерференционные картины, когда световые лучи синхронизируются с направлением эфира, но скорость света не менялась.
Что такое миражи и как они появляются?
В итоге эксперимент провалился, но ученые не сдавались и в 1907 году Майкельсон стал первым американцем, получившим Нобелевскую премию за исследования на основе оптических приборов. А сомнения в теории эфира положили начало исследованиям многих других ученых. В том числе именно это косвенно привело к открытию Альбертом Эйнштейном теории относительности.
Эксперимент Марии Кюри
Мария Кюри является одной из немногих женщин, имена которых отмечены в больших экспериментах.
Родившись в 1867 году в Варшаве, она иммигрировала в Париж в возрасте 24 лет, чтобы получить возможность продолжить изучение математики и физики. Там она познакомилась и вышла замуж за физика Пьера Кюри. При всем ее таланте и способностях, она бы, скорее всего, не закрепилась в научных кругах, если бы не он. При этом именно она выдвигала основные идеи в той области, в которой они делали открытия.
Для своей докторской диссертации в 1897 году Мари начала исследовать новомодный вид излучения, похожий на рентгеновские лучи и обнаруженный всего годом ранее. Используя прибор, называемый электрометром, созданный Пьером и его братом, Мари измерила таинственные лучи, испускаемые торием и ураном. Независимо от минералогического состава элементов (один был желтым кристаллом, а второй — черным порошком) интенсивность излучения менялась исключительно в зависимости от количества самого элемента.
Мария Кюри — одна из главных женщин в науке.
Кюри пришла к выводу, что радиоактивность — термин, который она придумала — была неотъемлемым свойством отдельных атомов, вытекающим из их внутренней структуры. До этого момента ученые считали атомы элементарными и неделимыми. Мари открыла дверь для понимания материи на более фундаментальном, субатомном уровне.
Кюри была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию в 1903 году, и одной из немногих людей вообще, получивших вторую Нобелевскую премию в 1911 году (за ее более поздние открытия элементов радия и полония).
Что такое собака Павлова
Наверное, этот эксперимент является самым нарицательным и слова ”собака Павлова” часто применяют, когда говорят о какой-либо привычке.
Российский физиолог Иван Павлов даже получил Нобелевскую премию в 1904 году за свою работу с собаками, исследуя, как слюна и желудочный сок переваривают пищу. Исследование может показаться странным и малозначительным, но именно оно дало ответы на многие вопросы, касающиеся пищеварения.
Павлов и его ученики провели эксперимент с группой собак. Одним сначала показывали еду, а потом кормили их, а вторая группа присоединилась на более поздней стадии эксперимента. В результате выяснилось, что те собаки, которые знали, что после того, как они видели еду, они ее получат, начинали вырабатывать слюну и желудочный сок заранее. Вторая группа не показывала такого результата.
Павлов много экспериментировал с собаками.
Позже эксперимент повторяли с символами, которые собаки видели перед кормлением. Например, загорающийся свет. В итоге было выяснено, что выработка слюны и желудочного сока является рефлекторной и не зависит от сознательных действий.
Так же эксперимент показал, что рефлексы могут быть условными и безусловными. То есть не все рефлексы ”зашиты” в организм изначально и могут приобретаться по мере развития. Попытка отказаться от таких приобретенных рефлексов сейчас лежит в основе многих видов терапии.
Является ли электрон частицей заряда
Двадцатый век стал для физики бурным временем: в течение чуть более десяти лет мир познакомился с квантовой физикой, специальной теорией относительности и электронами — первым доказательством того, что атомы имеют делимые части.
Надо было понять, являются ли электроны носителями заряда. Тут к делу и подключился Роберт Милликан, который до этого не добился особых высот в физике.
В своей лаборатории в Чикагском университете он начал работать с контейнерами с густым водяным паром, называемыми облачными камерами, и изменять напряженность электрического поля внутри них. Облака капель воды образовывались вокруг заряженных атомов и молекул, прежде чем спуститься под действием силы тяжести. Регулируя напряженность электрического поля, он мог замедлить или даже остановить падение капель, противодействуя гравитации с помощью электричества.
Пойди разберись с этими электронами.
Позже Милликан и его ученики поняли, что с водой работать сложно, так как она быстро испаряется. В итоге они перешли на масло, которое разбрызгивалось при помощи распылителя от духов.
Все более изощренные эксперименты с каплями масла в конечном итоге определили, что электрон действительно представляет собой единицу заряда. Они оценили его значение с большой точностью. Это был переворот для физики элементарных частиц
Как частицы образуют волны
Как думаете, свет — это частица или волна? Многие ученые остановились на том, что свет — это частица, основываясь на экспериментах Ньютона с призмами. Но доказательства Томаса Янга разрушили это убеждение.
Янг интересовался всем — от египтологии (он помог расшифровать Розеттский камень) до медицины и оптики. Чтобы исследовать сущность света, в 1801 году Янг подготовил эксперимент. Он проделал две тонкие щели в непрозрачном объекте, пропустил сквозь них солнечный свет и наблюдал, как лучи отбрасывают ряд ярких и темных полос на экране. Разные участки Янг объяснял тем, что свет распространяется волнообразно, как рябь на пруду, с гребнями и впадинами от разных световых волн, усиливающими и компенсирующими друг друга.
Розеттский камень — плита из гранодиорита, которую нашли в 1799 году в Египте недалеко от города Розетта, рядом с Александрией. На нем были выбиты три идентичные по смыслу текста, в том числе два на древнеегипетском языке.
Хотя современные физики в начале отвергли выводы Янга, повторение его экспериментов с двумя щелями показало, что частицы света действительно движутся, как волны. Дальнейшие эксперименты доказывали, что такое распространение света возможно только в том случае, если частицы движутся, как волны. Это открытие и его особенности в том числе лежат в основе квантовой физики.
Свет тоже состоит из волн.
Доказательство процветания биологических видов
К 1960-м годам экологи пришли к соглашению, что среды обитания процветают главным образом благодаря разнообразию видов в них. Считалось, что изменение соотношения представителей этих видов не приводит к изменению всей среды обитания. Но Роберт Пейн был с этим не согласен.
Пейн провел свои эксперименты, связанные с исключением морских звезд из приливных бассейнов вдоль побережья штата Вашингтон. Оказалось, что уничтожение этого единственного вида может дестабилизировать целую экосистему.
В этой экосистеме важна каждая рыбка.
Без морских звезд их добычу начали поглощать мидии, сильно увеличивая свою популяцию. Это приводило к тому, что они начали вытеснять водоросли и занимать их место. В итоге вся экосистема превратилась просто в рассадник мидий.
Открытие Пейна оказало большое влияние на сохранение видов живых организмов, доказав, что надо сохранять не отдельные виды, а целые экосистемы.
Так открытие Пейна перевернуло взгляд на всю систему взаимодействия живых организмов. Он умер в 2016 году и в последние годы много работал над изучением влияния человека на исчезновение видов, в том числе и за счет глобального потепления.