Наиболее важные достижения в изучаемой науке реферат
Обновлено: 30.06.2024
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
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
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
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)
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)
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.
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.
Теория эволюции, теория относительности… А как же практика? Двигатель внутреннего сгорания, вакцинация, стерилизация, синтез органических веществ?
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.
В конце XIX - начале XX века произошла революция в естествознании, которая оказала огромное влияние на развитие общества. В этот период были сделаны крупнейшие научные открытия, которые привели к пересмотру прежних представлений об окружающем мире. Ведущую роль в науке играли страны Западной Европы, в первую очередь, Англия, Германия и Франция. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу - электрон, входивший в состав атома. Оказалось, что атом, который раньше рассматривался как неделимая последняя мера материи, сам состоит из более мелких частиц.
Французские физики А.Беккерель, Пьер и Мария Кюри исследовали эффект радиоактивности и пришли к выводу, что некоторые элементы произвольно излучают энергию. В 1901 г. М.Планк (Германия) установил, что энергия выделяется не сплошными потоками, как думали раньше, а отдельными пучками - квантами. В 1911 г. английский физик Э.Резерфорд предложил первую планетную теорию строения атома, согласно которой атом представляет собой подобие Солнечной системы: вокруг положительного ядра движутся электроны - отрицательные частицы электричества. Нильс Бор (Дания) в 1913 г. ввел представление о скачкообразном переходе электрона с одной орбиты на другую, при этом он получает или поглощает квант энергии. Открытия Бора и Планка послужили фундаментом для развития теоретической физики.
После исследований в области квантовой физики новый феномен не укладывался в ньютоновское понимание вещества, материи. Объяснение этому явлению дал Л.Эйнштейн, который в своей теории относительности (1905) доказал, что материя, про странство и время взаимосвязаны. Ньютоновская картина мира с абсолютным пространством и абсолютным временем была окончательно отвергнута: по Эйнштейну, время при скоростях, близких к скорости света, замедлялось, а пространство могло искривиться. Работы ученого получили всемирную известность.
В 1869 г. великий русский ученый Д.И.Менделеев открыл периодический закон химических элементов. Было установлено, что порядковый номер элемента в периодической системе имеет не только химический, но и физический смысл, так как он соответствует числу электронов в слоях оболочки того или иного атома. Быстрыми темпами развивались электрохимия, фотохимия, химия органических веществ естественного происхождения (биохимия) и химическая фармакология.
2. Развитие генетики, биологии, медицины
Опираясь на достижения биологии (учение о клеточном строении организмов) и теорию чешского натуралиста Г.Менделя о факторах, влияющих на наследственность, немецкий ученый I А.Вейсман и американский ученый Т.Морган создали основы генетики - науки о передаче наследственных признаков в растительном и животном мире. Классические исследования в области физиологии сердечно - сосудистой системы, органов пищеварения осуществил русский ученый И.П.Павлов. Изучив влияние высшей нервной деятельности на ход физиологических процессов, он разработал теорию условных рефлексов.
Достижения биологии дали мощный толчок развитию медицины. Продолжая исследования выдающегося французского бактериолога Л.Пастера, сотрудники Пастеровского института в Париже впервые разработали предохранительные прививки против ряда болезней: сибирской язвы, куриной холеры и бешенства. Немецкий микробиолог Р.Кох и его многочисленные ученики открыли возбудителей туберкулеза, брюшного тифа, дифтерита, сифилиса и создали лекарства против них.
Благодаря успехам химии медицина пополнилась рядом новых препаратов. В лекарственном арсенале врачей появились широко известные ныне аспирин, пирамидон и другие средства. Врачами разных стран мира разрабатывались основы научной санитарии и гигиены, меры по профилактике и предупреждению эпидемий.
3. Достижения в области техники, новых технологий, транспорта
Научные достижения в различных отраслях знаний сделали возможным стремительное развитие техники, технологии производства, транспорта и связи. Ведущее место занимают машиностроение, электроэнергетика, горное дело, химическая промышленность, транспорт. Крупнейшим шагом в повышении энерговооруженности промышленного производства и транспорта стало получение электроэнергии в больших объемах при помощи динамо-машин, первые образцы которых появились еще в 70-е годы XIX века.
Настоящим переворотом в технике стало появление новых классов моторов, сконструированных немецкими изобретателями H.Ommo (1876) и Р.Дизелем (1897). Эти компактные, высокоэкономичные двигатели, работавшие на жидком топливе, вскоре на
шли себе применение в первом автомобиле Г.Даймлера и К.Бенца (1886, Германия), первом самолете братьев У. и О.Райт (1903, США) и первом
дизельном локомотиве (тепловозе) компании Клозе-Шульцер (1912, Германия).
В металлургии был открыт новый способ выплавки стали -конверторный, а также способ получения алюминия и меди методом электролиза. Был внедрен в промышленность крекинг - процесс разложения сырой нефти с целью получения легкого жидкого топлива. В Германии был разработан способ получения бензина из угля.
Большие изменения произошли в строительстве, где стали широко применяться качественные марки стали. Применение стальных и железобетонных конструкций позволяло возводить здания, мосты, виадуки, тоннели небывалых размеров. Так, в 1905 г. под Альпами был проложен Симплонский тоннель протяженностью около 20 км. Центральный пролет Квебекского моста, сооруженного в Канаде в 1917 г., достигал 550 м, а высота нью-йоркского небоскреба Вулворта, возведенного в 1913 г., составляла 242 м.
В этот период происходили кардинальные изменения в организации производства, связанные с выпуском массовой стандартизованной продукции и переходом к конвейерному производству. Сущность конвейерного производства заключалась в том, что обрабатывающие механизмы и рабочие места располагались по ходу технологического процесса, а сам процесс, расчлененный на ряд простых операций, совершался непрерывно. Впервые конвейер был применен на заводах Т. Форда в США.
Один из крупнейших автомобильных магнатов мира Генри Форд родился в семье фермеров. После окончания школы он стал учеником в автомобильном магазине и вскоре открыл собственную мастерскую по ремонту сельскохозяйственной техники. С 1887 по 1899 год Форд работал в компании Эдисона и закончил свою карьеру в ней главным инженером.
Форд поставил перед собой совершенно новую задачу - сделать первый общедоступный и массовый автомобиль. Для этого он должен быть достаточно дешевым и в то же время прочным и долговечным. Применив легкую, прочную сталь, Генри Форд стал делать дешевые машины, которые мог купить практически каждый.
4. Совершенствование военной техники
Рост агрессивности ведущих держав, с одной стороны, и технические возможности, с другой, привели к быстрому развитию и совершенствованию военной техники. Американский инженер Х.Максим в 1883 г. изобрел станковый пулемет. Затем появились легкие пулеметы других систем. К началу Первой мировой войны было создано несколько типов автоматических винтовок. Тенденция к автоматизации наблюдалась и в артиллерии, где появились образцы полуавтоматических орудий.
Появление первых военных самолетов относится к 1909-1910 гг. В России самолеты в военных целях впервые были использованы на маневрах Петербургского, Варшавского и Киевского военных округов в 1911 г. В боевых действиях самолеты впервые применялись в ходе Балканских войн (1912-1913). К началу Первой мировой войны Россия имела 263 военных самолета (преимущественно французского производства), Франция -156, Великобритания - 30, США - 30, Германия - 232, Австро-Венгрия - 65.
Развитие науки и техники открывало возможности прогресса, но в то же время привело к гонке вооружений, а это усиливало международную напряженность.
Список литературы
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.
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
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.
Научные открытия происходят каждый день и меняют мир, в котором мы живем. В этом списке есть ряд сумасшедших научных инноваций, и все они были сделаны в прошлом году. Технологические и медицинские открытия, в которые люди просто не могут поверить, свершаются каждый день и продолжают свершаться с завидной периодичностью. Эти открытия приносят с собой множество новых технологий и методов, которые будут только расти и совершенствоваться с течением времени.
Мы на пороге технологической революции
Телекинез
Люди могут обладать способностями к телекинезу
Умение контролировать движение объекта — это что-то из области научной фантастики, но благодаря исследователям из Колледжа науки и техники Миннесоты оно стало реальностью. Используя неинвазивный метод, известный как электроэнцефалография, задействующий мозговые волны, пятеро студентов смогли управлять движением вертолета.
Глядя в противоположную от вертолета сторону, студенты смогли двигать транспорт в различных направлениях, имитируя движения левой руки, правой руки и обеих рук. Спустя некоторое время участники проекта смогли выполнить с вертолетом несколько маневров, включая прохождение через кольцо. Ученые надеются улучшить эту неинвазивную технологию управления мозговыми волнами, что в конечном счете поможет восстановить движение, слух и зрение у пациентов, страдающих от паралича или нейродегенеративных расстройств.
МРТ сердца
МРТ сердца поможет диагностировать ранние заболевания
Антрациклин остается эффективной формой химиотерапии, но уже доказано, что он может повредить сердца детей, проходящих лечение. Как правило, у большинства детей, пострадавших от этого порока сердца, было обнаружено, что стенки их сердец истончились, а к моменту диагностирования было уже слишком поздно, чтобы что-то делать. Ультразвук зачастую упускает пороки сердца на ранних стадиях исследования и обнаруживает их только когда необратимые повреждения уже приняли свое.
В прошлом году появилась принципиально новая техника. В ходе всесторонних испытаний выяснилось, что T1 МРТ может быть более точным, эффективным и безопасным методом выявления сердечно-сосудистых заболеваний у детей. Врачи смогли увидеть детские пороки сердца раньше и более эффективно, нежели с УЗИ (которые ошибочно показывают, что сердце прекрасно себя чувствует). Это отличный медицинский прогресс для выявления сердечных заболеваний детей раннего возраста.
Эффективный электролиз (расщепление соленой воды)
Альтернативный вид топлива у нас под носом
В гонке в поисках эффективных и богатых альтернативных видов топлива исследователи постоянно пытаются найти способ эффективного расщепления морской воды для производства водородного топлива. В июне прошлого года команда Австралийского исследовательского центра науки электроматериалов обнародовала катализатор, который способен расщеплять океаническую воду, задействовав не очень много энергии.
Катализатор был воплощен в гибкий пластиковый бак, который впитывает и использует энергию, полученную от света, для окисления морской воды. В отличие от существующих методов, которые требуют большого количества энергии для окисления воды, этот метод может вырабатывать достаточно энергии для питания среднего дома и автомобиля в течение целого дня, используя только 5 литров морской воды.
В этом баке содержатся синтетические молекулы хлорофилла, использующие энергию солнца подобно тому, как это делают растения и водоросли. Химических проблем в этом методе тоже нет, в отличие от нынешнего метода расщепления воды, в процессе которого испускаются облака ядовитого газа — хлора.
Этот действенный и эффективный метод может существенно снизить затраты на водородное топливо, что позволит ему стать конкурентоспособным бензину альтернативным топливом в будущем.
Крошечная батарея
Тканевая батарея: новое слово в создании умной одежды и носимой электроники
С изобретением 3D-принтеров пределы для типов сложных и комплексных объектов, которые можно создать, существенно расширились. В прошлом году команда исследователей из Гарварда и Университета Иллинойса смогли синтезировать литий-ионный аккумулятор, который меньше песчинки и тоньше человеческого волоса.
Столь поразительных размеров удалось достичь с помощью тонкого наслоения сети переплетенных электродов. После того как на компьютере был сделан 3D-проект, принтер использовал специально изготовленные жидкие краски, содержащие электроды, которые должны были немедленно затвердевать, попадая на воздух. Такому устройству может найтись масса применений, и все благодаря его размерам. Впрочем, на 3D-принтерах уже печатают кровеносную систему сосудов, поэтому электродами мало кого удивишь.
До появления этой батарейки существование невероятно малых объектов батарейного питания было практически невозможным. Дело в том, что для создания подобных батареек нужны были подобные батарейки, которые могли передать первым энергию. 3D-принтер использует чернила и детальный проект компьютерной программы, создавая подобные микробатарейки.
Биоинженерные части тела
Инженер-любитель сделал бионический протез из кофемашины
6 июня 2013 года группа врачей в Университете Дюка успешно имплантировала первый биоинженерный кровеносный сосуд живому пациенту. Хотя биоинженерия развивается семимильными шагами, эта процедура стала первой успешной имплантацией искусственной биоинженерной части тела.
Невероятно, но вены изготовлены из тех же гибких материалов, которые их соединяют, а также принимают свойства от клеточной среды и других вен. С успехом такой процедуры эта новая область имеет огромные последствия для дальнейшего развития в мире медицины. Кроме того, через 10-15 лет будет напечатано биоинженерное сердце, если верить прогнозам.
Четырехкварковая частица
Кварки — мельчайшие обнаруженные частицы во Вселенной
Поиск объяснения рождения нашей Вселенной был существенно разогрет после прошлогоднего объявления об обнаружении частицы из четырех кварков. Хотя вам эта находка может показаться не такой уж и важной, для физиков она поднимает ряд новых объяснений и теорий о создании первой материи. До того момента объяснение создания материи было существенно ограничено тем, что были обнаружены лишь частицы с двумя или тремя кварками.
Ученые назвали новую частицу Zc (3900), и они предполагают, что она была создана в первые, неистово горячие секунды после Большого Взрыва. После нескольких лет сложных математических вычислений, проводимых коллаборацией BaBar в Национальной лаборатории ускорения SLAC (аффилированной со Стэнфордским университетом), ученые, работающие на Пекинском электро-позитронном коллайдере (BEPCII) обнаружили эту частицу по ряду случаев. Поскольку ученые вообще весьма щедрый народ, результатами поделились с ребятами на CERN и HEARO в Цукубе, Япония. Это те же ученые, которые недавно наблюдали и выделили 159 подобных частиц. Однако частице не хватало обоснования, пока ученые с детектора Belle в Пекине не подтвердили выделение 307 отдельных частиц этого типа.
Ученые утверждают, что понадобилось провести 10 триллионов триллионов субатомных столкновений в их детекторе, который в два раза больше знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Некоторые физики выступили с критикой наблюдений, утверждая, что частица является не более, чем двумя мезонами (две кварковых частицы), соединенными вместе. Несмотря на это, частица была принята.
Альтернативное микробное топливо
Микробы являются хозяевами этой планеты
В дополнение к низкой потребности в энергии, крошечные микробы могут эффективно синтезировать это электротопливо в лаборатории. Электротопливные микробы были выделены и обнаружены в нефотосинтезирующих бактериях. Они используют электроны в почве в виде пищи и поедают энергию для производства бутанола, взаимодействуя с электричеством и углекислым газом. Используя эту информацию и проведя некоторые манипуляции с генами, ученые включили данный вид микробов в выращенные в лаборатории культуры бактерий, позволив им производить бутанол в огромных количествах. Бутанол сейчас выглядит лучшей альтернативой как этанолу, так и бензину по множеству причин. Будучи более крупной молекулой, бутанол обладает большими возможностями для хранения энергии, нежели этанол, и не абсорбирует воду, поэтому вполне может находиться в газовых баках любого автомобиля и передаваться через бензиновые трубопроводы. Бутаноловые микробы стали многообещающим маяком эпохи альтернативных видов топлива.
Медицинские преимущества серебра
Серебро выглядит так
Исследование о пользе использования серебра в антибиотиках было опубликовано 19 июня прошлого года исследователями Бостонского университета. В то время как уже давно известно, что серебро обладает сильными антибактериальными свойствами, ученые только недавно обнаружили, что оно может превращать обычные антибиотики в антибиотики на стероидах.
В настоящее время известно, что серебро использует множество химических процессов, чтобы препятствовать размножению бактерий, замедлять скорость их метаболизма и нарушать гомеостаз. Эти процессы приводят к ослаблению бактерий и делают их более восприимчивыми к антибиотикам. Множество исследований показало, что смесь серебра и антибиотиков была до 1000 раз более эффективной в убийстве бактерий, нежели просто антибиотики.
Некоторые критики предупреждают, что серебро может оказывать токсичные эффекты на пациентов, но ученые не соглашаются с этим, утверждая, что небольшие и нетоксичные количества серебра только увеличивают эффективность антибиотиков, не принося вреда при лечении. Это весьма интересное открытие для медицинского мира, а применение драгоценных металлов продолжает развиваться в количественном и качественном отношении.
Зрение для слепых
Проблема слепоты может быть решена
Первый прототип бионического глаза был представлен командой австралийских биоинженеров в начале июня прошлого года. Бионический глаз работает с помощью чипа, имплантированного в череп пользователя, а после подключенного к цифровой камере в очках. В то время как очки в настоящее время позволяют пользователю только видеть очертания, прототип должен значительно улучшиться в будущем. Как только камера захватывает изображение, сигнал изменяется и посылается по беспроводному каналу на микрочип. Оттуда сигнал активирует точки на микрочипе, имплантированном в отдел коры головного мозга, отвечающий за зрение. Команда исследователей надеется, что в будущем легкие, удобные и ненавязчивые очки смогут обеспечить максимум комфорта людям с плохим зрением. Их смогут использовать 85% слепых людей.
Иммунитет к раку
Использование мРНК вакцин в лечении рака может стать настоящим прорывом
В прошлом году Университет Рочестера опубликовал исследование, в котором рассматривается механизм противостояния раку у голых землекопов. Эти жутковатые подземные грызуны не самые симпатичные на этой планете, но именно они будут смеяться последними, когда все живое будет умирать от рака.
В пространствах между клетками тел голых землекопов был обнаружен липкий сахар, гиалуронан (HA), и он, похоже, препятствует тесному разрастанию клеток и образованию опухолей. Грубо говоря, это вещество останавливает размножение клеток, как только они достигают определенной плотности. Причиной повышенного количества этого сахара является, как думают ученые, двойная мутация в двух энзимах, способствующих росту HA.
Было обнаружено, что в клетке с низким уровнем HA рак быстро разрастается, но в клетках с высоким уровнем HA опухоль не формируется. Ученые надеются модифицировать лабораторных крыс для получения больших количеств HA и выработать у них иммунитет к раку.
Читайте также: