Самые громкие и величайшие научные открытия 20 века в мире
Двадцатый век кардинально изменил жизнь человека. Мы вошли в него с паровозами и неуклюжими автомобилями, а закончили с космическими станциями, компьютерами и первыми клонированными животными.
Главной движущей силой подобных изменений стала наука – ХХ век стал ее «звездным часом».
За одно столетие мы узнали об окружающем мире на порядок больше, чем за всю предыдущую историю.
В этом материале собраны десять самых важных научных открытий ХХ века.
Квантовая теория
Двадцатый век начался с настоящей научной революции – в 1900 году Макс Планк сформулировал квантовую теорию. Она перевернула представления ученых о строении элементарных частиц.
Планк определил, что атомы поглощают и испускают энергию не равномерно, а особыми порциями – квантами.
Это открытие привело ученых к понимаю дуализма природы элементарных частиц. Позже на основе квантовой теории Эйнштейн объяснил природу света, а Бор построил первую модель атома.
Теория Планка позволила создать квантовую механику, подходящую для описания широкого круга природных явлений.
Квантовая теория Планка имеет широчайшее прикладное значение. Она применяется повсюду, от работы компьютеров и ядерных реакторов до описания астрофизических явлений и оптических систем.
По сути, Планк открыл человечеству новый мир элементарных частиц, который живет по собственным законам. Его теория дала огромный толчок развитию физики, химии, астрономии.
Теория относительности
В 1915 году Альберт Эйнштейн сформулировал Общую теорию относительности (ОТО), которую еще называют теорией тяготения. В ней ученый заявил, что гравитация – это сила, возникающая в результате искривления пространства-времени.
Именно эта теория объяснила множество парадоксов, которые появляются на скоростях близких к околосветовым. Самым известным из них является замедление времени.
ОТО имеет сложнейший математический аппарат, долгое время ее не могли подтвердить опытным путем. Впервые это удалось при расчете орбиты Меркурия. С помощью ОТО было предсказано существование черных дыр, которые позже были обнаружены астрономами.
В настоящее время ОТО – самая распространенная теория гравитации, она неоднократно подтверждена экспериментально.
Теория с успехом применяется в физике, астрономии, работает в системах спутниковой навигации. Она легла в основу теории Большого взрыва – основной космологической модели современности.
Группы крови
На протяжении столетий медики пытались переливать кровь от одного человека другому. Далеко не всегда подобные попытки заканчивались успешно, иногда они приводили к гибели пациентов.
В 1900 году австрийский врач Карл Ландштайнер понял в чем дело. Он обнаружил группы крови, что стало крупнейшим открытием в практической медицине.
Если раньше кровопотеря была одной из главных причин смерти пациентов, то теперь врачи знали, как избежать ее.
Ландштайнер и его помощники выявили четыре группы крови и принципы их совместимости, после чего переливание стало рутинной процедурой.
В 1930 году ученый за свое открытие получил Нобелевскую премию.
Открытие пенициллина
Антимикробные свойства плесневых грибов были известны медикам еще в Средние века. Однако выделить из их культуры препарат и доказать его свойства удалось Александру Флемингу в 1928 году. Полученное вещество он назвал пенициллином.
Технология его промышленного получения появилась только в 40-е годы в США. Создание антибиотиков привело к настоящей революции в медицине.
Врачи получили эффективный инструмент борьбы против любых бактериальных инфекций. Только в годы войны благодаря антибиотикам удалось спасти более 200 млн человек.
Сегодня существуют десятки видов антибиотиков, однако все они созданы благодаря исследованиям лечебных свойств плесневых грибов.
Флеминг за свое открытие в 1945 году получил Нобелевскую премию.
Открытие нейтрона
Первым гипотезу о существовании нейтральной ядерной частицы выдвинул Резерфорд в 1920 году. Однако она была холодно встречена ученым сообществом.
В 1930 году немецкие ученые Боте и Беккер открыли новый вид излучения, обладавшее значительной проникающей способностью.
В 1932 году англичанин Джеймс Чедвик предположил, что оно состоит из массивных незаряженных частиц, с массой близкой к протону. Он назвал их нейтронами.
Позже гипотеза была подтверждена экспериментально, а в конце 30-х годов ученые обнаружили, что под воздействием новых частиц ядра способны делиться.
Открытие нейтрона имела серьезные последствия. Благодаря ему появилась ядерная энергетика, а также промышленное использование радиоизотопов.
Менее приятным итогом стало создание ядерного оружия, бомбардировка Хиросимы, а также десятилетия Холодной войны, когда мир находился в шаге от ядерного Армагеддона.
Создание транзисторов
В 1947 году американец Уолтер Браттейн собрал первый работающий точечный транзистор. Вскоре были созданы более совершенные плоскостные транзисторы на основе германия, на смену которому пришел кремний. Именно этот элемент стал основой современной электроники, он сделал возможным изготовление интегральных схем.
Появление транзисторов было бы невозможным без создания теории p-n-перехода, которая была разработана в конце 40-х годов Уильямом Шокли.
Эти приборы используют два перехода, направленных навстречу друг другу. При таком расположении ток может течь только в одном направлении.
В 1956 году за свое открытие Шокли получил Нобелевскую премию.
Транзисторы быстро вытеснили вакуумные лампы, что позволило значительно уменьшить вес электронных устройств и повысить их производительность.
В 1971 году на основе транзисторов был создан микропроцессор, открывший человечеству компьютерную эру. Создание вычислительных устройств дало огромный толчок развитию всех научных дисциплин, от физики и математики до биологии и экономики.
Реакции Циглера-Натта
Начиная с середины 30-х годов, полиэтилен и другие виды высокомолекулярных пластмасс синтезировались при высоких температурах (около 300 °C) и огромном давлении. По этой причине стоимость этих соединений была крайне высока.
Немецкий химик Карл Циглер изучал полимеризацию органических веществ, в 1952 году ему удалось разработать реакцию получения полиэтилена и полипропилена при низком давлении и комнатной температуре.
Успеха удалось достигнуть за счет использования металлических катализаторов, в частности титана. Полиэтилен, полученный Циглером, имел большую жесткость и твердость, что делало его более ценным сырьем.
Легенда гласит, что добиться результата помогла случайность. Якобы лаборант плохо отмыл посуду от солей металла, которые и послужили катализатором полимеризации.
Уже через несколько месяцев новый способ получения полимеров был запатентован и запущен в промышленных масштабах.
Катализаторы Циглера позволили химикам получить большое количество новых полимерных соединений, но главным итогом этого открытия стало удешевление полиэтилена и полипропилена. В настоящее время объемы производства этих веществ исчисляются миллионами тонн.
За свое открытие Циглер и Натт получили Нобелевскую премию по химии.
Теория Большого взрыва
Ученых всегда интересовали вопросы возникновения мироздания: как появилась Вселенная, каков ее возраст, что было в начале. В прошлом столетии исследователям удалось ответить на значительную часть этих вопросов.
Теория Большого взрыва – это основная космологическая модель, существующая в наши дни. Согласно этой теории, Вселенная возникла примерно 13,8 млрд лет назад из небольшой точки, в которой каким-то непостижимым образом была сконцентрирована все материя и энергия.
Затем последовал Большой взрыв, давший начало экспоненциальному расширению Вселенной. В первые мгновения после взрыва возникли все существующие элементарные частицы и физические законы.
Теория Большого взрыва и расширяющейся Вселенной родилась не в один момент. Ученые шли к ней несколько десятилетий.
Первым шагом в ее создании стала Общая теория относительности Эйнштейна.
Затем советский математик Фридман предсказал расширение Вселенной. В 1929 году американский астроном Хаббл открыл красное смещение спектра, что доказало на практике процесс расширения.
В 1948 году американский физик Гамов дополнил теоретические изыскания Фридмана. Термин «Большой взрыв» впервые ввел в обиход британский физик и астроном Хойл в 1949 году.
Важнейшим доказательством этой теории стало открытие реликтового излучения в 1964 году. За него также дали Нобелевскую премию.
Теорию Большого взрыва часто критикуют, есть множество моментов, которые она пока не может объяснить. Однако с каждым годом доказательств ее правоты становится все больше.
Клонирование животных
В 1996 году в Шотландии на свет появилась овечка Долли – первое клонированное млекопитающее. Так началась новая эпоха в развитии биотехнологии. Успеха удалось добиться группе ученых под руководством Яна Вильмута.
Появление Долли нельзя назвать одномоментным открытием. Это событие стало итогом десятилетий развития генетики, молекулярной биологии, биохимии, медицинских технологий.
Например, уже в 60-е годы были успешно проведены опыты по клонированию земноводных.
Для клонирования Долли ученые пересадили ядро обычной клетки в яйцеклетку. Овца родилась абсолютно здоровой, она прожила шесть лет, принеся за это время нескольких ягнят. Долли стала самой известной овцой в истории, ее появление вызвало широкий резонанс.
Вскоре технология была отработана и поставлена на поток. В последующие годы ученым удалось успешно клонировать кошек, собак, лошадей, коров, оленей и других животных.
Клонирование – чрезвычайно перспективная технология, поскольку с ее помощью можно получать животных с заранее заданными свойствами.
Например, сейчас очень популярно клонирование домашних животных. Ученые думают с помощью этой технологии «воскресить» вымерших доисторических животных, например, мамонта.
Над этой задачей сейчас работает несколько серьезных лабораторий в разных странах мира.
Очень заманчиво выглядит перспектива клонирования человека, однако здесь возникают препятствия этического характера. В большинстве стран подобные исследования запрещены.
Открытие ДНК
Ученые давно понимали, что у живых организмов признаки закладываются еще до рождения и передаются по наследству. Но очень долго оставалось загадкой, как это происходит, где хранятся эти данные.
Долгое время ученые считали, что информация сохраняется в белках. Позже внимание биологов привлекли нуклеиновые кислоты, присутствие которых было обнаружено во всех клетках.
Изучением этих веществ занималось несколько исследовательских групп. В 1953 году удача улыбнулась британцу Френсису Крику и американцу Джеймсу Уотсону.
Первоначально Уотсон и Крик построили неверную модель ДНК, представив ее в виде спирали из трех цепочек. Позже, применив новый метод рентгенографии, им удалось установить, что в состав спирали входи две нити.
Много времени заняло определение строения цепочек. В конце концов ученые пришли к выводу, что четыре основания в ее составе соединяются попарно, цитозин всегда с гуанином, а тимин с аденином. А ДНК напоминает равномерно закрученную спираль, которая при необходимости может делиться пополам.
Через несколько месяцев выводы ученых были опубликованы, а в 1963 году за свою работу они получили Нобелевскую премию.
Расшифровка строения нуклеиновой кислоты и определение ее роли в сохранении наследственных признаков стало революционным открытием в биологии и медицине.
Благодаря этому открытию мы можем модифицировать гены, заниматься клонированием, лечить генетические заболевания, создавать новые лекарства и вакцины.
Ученые надеются, что изучение работы генетического аппарата позволит излечить рак, победить старение, сделает доступными донорские органы.
Топ-25: Выдающиеся изобретения, изменившие мир
Мы живём в уникальное время! Чтобы облететь пол-Земли, нужно всего полдня, наши сверхпроизводительные смартфоны в 60.000 раз легче первоначальных компьютеров, а сегодняшнее сельскохозяйственное производство и продолжительность жизни — самые высокие за всю историю человечества!
Мы обязаны этими огромными достижениями небольшому количеству великих умов — учёным, изобретателям и ремесленникам, которые придумали и разработали продукты и механизмы, на которых и строится современный мир. Без этих людей и их выдающихся изобретений мы отправлялись бы спать с заходом солнца и застряли бы в тех временах, когда не существовало машин и телефонов.
В этом списке мы расскажем о наиболее важных и решающих последних изобретениях, их истории и значении в развитии человечества. Сможете угадать, о каких именно изобретениях пойдёт речь?
От методов дезинфицирования продуктов и повышения их безопасности до токсичного газа, способствовавшего формированию основы международной торговли, и изобретения, которое привело к сексуальной революции и раскрепостило людей — каждое из этих творений отразилось на жизни людей самым непосредственным образом. Узнайте о 25 выдающихся изобретениях, которые изменили наш мир!
25. Цианид 
Хотя цианид и является довольно мрачным способом начать этот список, это химическое вещество сыграло важную роль в истории человечества. В то время как его газообразная форма стала причиной смерти миллионов людей, цианид служит основным фактором для извлечения золота и серебра из руды. А поскольку мировая экономика была привязана к золотому стандарту, цианид служил и продолжает оставаться важным фактором в развитии международной торговли.
24. Самолёт 
Ни у кого не возникает сомнений в том, что изобретение «железной птицы» оказало одно из величайших влияний на историю человечества.
Радикально сокращающий время, необходимое для транспортировки людей и грузов, самолёт был изобретён братьями Райт, которые основывались на работе предыдущих изобретателей, таких как Джордж Кейли (George Cayley) и Отто Лилиенталь (Otto Lilienthal).
Их изобретение было охотно принято значительной частью общества, после чего начался «золотой век» авиации.
23. Анестезия 
До 1846 года между хирургическими процедурами и мучительными экспериментальными пытками практически не существовало разницы.
Анестетики используются уже на протяжении тысяч лет, хотя их ранние формы представляли собой гораздо упрощённые версии, такие как, например, алкоголь или экстракт мандрагоры.
Изобретение современной анестезии в форме закиси азота («веселящего газа») и эфира позволило врачам проводить операции, не боясь причинить пациентам боли. (Бонус-факт: говорят, кокаин стал первой эффективной формой местной анестезии после того, как его использовали в глазной хирургии в 1884 году.)
22. Радио 
История изобретения радио не так однозначна: кто-то утверждает, что его изобрёл Гульельмо Маркони (Guglielmo Marconi), кто-то настаивает, что это был Никола Тесла (Nikola Tesla). В любом случае, эти два человека опирались на работу многих известных своих предшественников, прежде чем удалось успешно передать информацию посредством радиоволн.
И хотя сегодня это является уже привычным делом, попробуйте представить, чтобы в 1896 году вы кому-то сказали, что можете передать информацию по воздуху. Вас бы приняли за умалишённого или одержимого бесами!
21. Телефон 
Телефон стал одним из самых важных изобретений современного мира. Как и в случае с большинством великих изобретений, его изобретатель и люди, сделавшие значимый вклад в его появление, обсуждаются в горячих спорах и дискуссиях до сих пор.
Единственное, что известно наверняка, это то, что первый патент на телефон был выдан патентным ведомством США Александру Грейаму Беллу (Alexander Graham Bell) в 1876 году. Этот патент послужил основой для дальнейшего исследования и развития электронной передачи звука на большие расстояния.
20. «Всемирная паутина, или WWW 
Хотя большинство из нас предполагает, что это изобретение является недавним, на самом деле Интернет существовал в своей устаревшей форме ещё в 1969 году, когда американские военные разработали сеть ARPANET (Advanced Research Project Agency Network, сеть Управления перспективного планирования научно-исследовательских работ).
Первое сообщение, которое планировалось передать через Интернет — «log in» («войти») — вывело систему из строя, поэтому удалось отправить только «lo». Всемирная паутина, какой мы её знаем сегодня, появилась тогда, когда Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) создал сеть гипертекстовых документов, а Университет штата Иллинойс — первый браузер Mosaic.
19. Транзистор 
Кажется, нет ничего проще, чем поднять трубку телефона и связаться с кем-нибудь на Бали, в Индии или Исландии, однако ничего не получилось бы без транзистора.
Благодаря этому полупроводниковому триоду, усиливающему электрические сигналы, стало возможным передавать информацию на огромные расстояния. Человек, который был одним из изобретателей транзистора — Уильям Шокли (William Shockley) — основал лабораторию, стоявшую у истоков создания Кремниевой долины.
18. Квантовые часы 
Хоть это и может показаться не таким революционным, как многое из перечисленного ранее, но изобретение квантовых (атомных) часов было решающим для развития человечества.
Используя микроволновые сигналы, излучаемые изменяющимися энергетическими уровнями электронов, квантовые часы с их точностью сделали возможным широкий ряд современных изобретений, в том числе GPS, ГЛОНАСС и Интернет.
17. Паровая турбина 
Паровая турбина Чарльза Парсонса (Charles Parsons) раздвинула границы технического прогресса человечества, придав мощности индустриальным странам и способствуя тому, чтобы корабли смогли пересекать огромные океаны.
Двигатели работают благодаря вращению вала с помощью сжатого водяного пара, генерирующего электроэнергию — одно из главных отличий паровой турбины от паровой машины, что сделало революцию в промышленности. Только в 1996 году 90% всей вырабатываемой электроэнергии в США были произведены паровыми турбинами.
16. Пластмасса 
Несмотря на повсеместное использование в современном обществе, пластмасса является относительно недавним изобретением, появившимся лишь сто с лишним лет назад.
Этот влагостойкий и невероятно податливый материал используется практически в каждой отрасли промышленности — от упаковки продуктов до производства игрушек и даже космических летательных аппаратов.
Хотя большинство современных видов пластмассы производится из нефти, всё чаще звучат призывы к тому, чтобы вернуться к первоначальной версии, которая была частично природной и органической.
15. Телевидение 
Телевидение имеет длительную и легендарную историю, которая началась в 1920-х годах и развивается до сих пор, вплоть до появления современных возможностей, таких как DVD-диски и плазменные панели.
Будучи одним из самых популярных потребительских товаров по всему миру (почти 80% домохозяйств имеют хотя бы один телевизор), это изобретение стало совокупным результатом многочисленных предыдущих достижений, благодаря которым появился продукт, ставший главным источником влияния общественного мнения в середине XX века.
14. Нефть 
Большинство из нас дважды не задумываются, прежде чем наполнять бензобак автомобиля. Хотя человечество добывает нефть уже в течение тысячелетия, современная газовая и нефтяная промышленность начала своё развитие во второй половине XIX века — после того, как на улицах появились современные фонари.
Оценив огромное количество энергии, которое вырабатывается при сжигании нефти, промышленники кинулись строить скважины для добычи «жидкого золота».
13. Двигатель внутреннего сгорания 
Не будь производительной нефти, не было бы и современного двигателя внутреннего сгорания.
Применяемые во многих сферах человеческой деятельности — от автомобилей до сельскохозяйственных комбайнов и экскаваторов — двигатели внутреннего сгорания позволяют заменить людей машинами, способными выполнить непосильную, кропотливую и трудоёмкую работу за считанное время.
Также благодаря этим двигателям человек получил свободу передвижения, поскольку они использовались в первоначальных самоходных средствах передвижения (автомобилях).
12. Железобетон 
До появления в середине XIX века железобетона человечество могло безопасно возводить здания только до определённой высоты.
Встраивание стальных арматурных стержней перед заливкой бетона упрочило его, благодаря чему рукотворные сооружения теперь способны вынести гораздо больший вес, позволяя нам строить здания и сооружения ещё больше и выше, чем когда-либо до этого.
11. Пенициллин 
Сегодня на нашей планете было бы гораздо меньше людей, если бы не пенициллин.
Официально открытый шотландским учёным Александром Флемингом (Alexander Fleming) в 1928 году, пенициллин стал одним из самых значимых изобретений (в большей степени, открытий), которое сделало возможным наш современный мир.
Антибиотики стали одними из первых лекарств, способных должным образом справиться со стафилококком, сифилисом и туберкулёзом.
10. Охлаждение 
Укрощение огня было, возможно, самым важным открытием человечества на сегодняшний день, однако на это ушло бы не одно тысячелетие, пока мы не укротили холод.
Хотя человечество уже давно использует лёд для охлаждения, его практичность и доступность до некоторых пор была ограничена. В XIX веке человечество значительно продвинулось в своём развитии после того, как учёные изобрели искусственное охлаждение, используя химические элементы, впитывающие тепло.
К началу 1900-х почти каждый мясокомбинат и крупный оптовик использовали искусственное охлаждение для хранения продуктов.
9. Пастеризация 
Способствуя спасению жизни многих людей за полвека до открытия пенициллина, Луи Пастер (Louis Pasteur) придумал процесс пастеризации или нагревания продуктов (изначально это было пиво, вино и молочные продукты) до температуры, достаточно высокой для того, чтобы убить большинство бактерий, вызывающих гниение.
В отличие от стерилизации, убивающей все бактерии, пастеризация, сохраняя вкусовые качества продукта, сокращает количество только потенциальных патогенов, снижая его до уровня, при котором они не способны нанести вред здоровью.
8. Солнечная батарея 
Подобно тому, как нефть послужила толчком для развития промышленности, изобретение солнечной батареи позволило нам использовать возобновляемый источник энергии гораздо более эффективным образом.
Первая практическая солнечная батарея была разработана в 1954 году специалистами лаборатории компании Bell Telephone на основе кремния. Спустя годы эффективность солнечных батарей резко возросла вместе с их популярностью.
7. Микропроцессор 
Если бы не был изобретён микропроцессор, то мы бы никогда так и не узнали про ноутбуки и смартфоны.
Один из наиболее широко известных суперкомпьютеров — ЭНИАК (ENIAC) — был создан в 1946 году и весил 27.215 кг. Инженер-электронщик компании Intel и всемирный герой Тед Хофф (Ted Hoff) разработал первый микропроцессор в 1971 году, поместив функции суперкомпьютера в один маленький чип, тем самым сделав возможным появление портативных компьютеров.
6. Лазер 
Акроним от «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» («усиление света посредством вынужденного свечения»), лазер был изобретён в 1960 году Теодором Мейманом (Theodore Maiman). Усиленный свет закрепляется посредством пространственной когерентности, что позволяет свету оставаться сфокусированным и сконцентрированным на большие расстояния.
В современном мире лазеры используются почти повсеместно, включая лазерные отрезные станки, сканеры штрихкодов и хирургическое оборудование.
5. Азотофиксация (связывание азота) 
Хотя этот термин может показаться слишком научным, азотофиксация на самом деле ответственна за резкое увеличение человеческой популяции на Земле.
Преобразовывая атмосферный азот в аммиак, мы научились производить высокоэффективные удобрения, благодаря которым на тех же участках земли стало возможным увеличение объёмов производства, что значительно улучшило нашу сельскохозяйственную продукцию.
4. Сборочный конвейер 
Влияние ставших обыденными изобретений, которое они имели в своё время, вспоминается редко, однако значимость сборочного конвейера переоценить невозможно.
До его изобретения все изделия кропотливо делались вручную. Сборочная линия позволила создать массовое производство одинаковых компонентов, значительно сократив время на изготовление нового продукта.
3. Противозачаточная таблетка 
Хотя пилюли и таблетки были одними из основных методов приёма лекарств в течение тысяч лет, изобретение противозачаточной таблетки стало самым революционным из них.
Одобренный для использования в 1960 году и теперь принимаемый более 100 миллионами женщин по всему миру, этот комбинированный оральный контрацептив стал главным толчком к сексуальной революции и изменил диалог о репродуктивной способности, в значительной степени переложив ответственность выбора с мужчин на женщин.
2. Мобильный телефон / смартфон 
Скорее всего, прямо сейчас вы читаете или просматриваете этот список со своего смартфона.
Хотя первым широко известным смартфоном стал iPhone, появившись на рынке в 2007 году, за это мы должны благодарить Motorola, его «древнего» предшественника. В 1973 году именно эта компания выпустила первый беспроводной карманный мобильный телефон, который весил 2 килограмма и заряжался по 10 часов. Что ещё хуже, по нему можно было говорить в течение всего 30-ти минут, прежде чем аккумулятор снова требовал зарядки.
1. Электричество 
Большинство современных изобретений из этого списка не были бы даже отдалённо возможны, если бы не самое величайшее из них — электричество. Пока кто-то думает, что возглавить этот список должен Интернет или самолёт, оба этих изобретения должны быть благодарны электричеству.
Уильям Гильберт (William Gilbert) и Бенджамин Франклин (Benjamin Franklin) были пионерами, заложившими первоначальную базу, на которой основывались такие великие умы, как Алессандро Вольта (Alessandro Volta), Майкл Фарадей (Michael Faraday) и другие, спровоцировав Вторую промышленную революцию и открыв эру освещения и электроснабжения.
Поддержи Бугага.ру и поделись этим постом с друзьями! Спасибо! 🙂