Les découvertes scientifiques les plus importantes



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Le 20e siècle peut être considéré comme le siècle des révolutions. Et pas seulement politique, mais aussi scientifique. Beaucoup pensaient que les scientifiques n'étaient d'aucune utilité. Ils restent, disent-ils, dans leurs bureaux et laboratoires pendant des années et en vain. Quel est l'intérêt de dépenser de l'argent pour la recherche? Mais les scientifiques, à travers une série de découvertes importantes, ont convaincu le monde entier que ce n'est pas le cas. Dans le même temps, au XXe siècle, des découvertes importantes ont été faites extrêmement souvent, changeant radicalement notre vie. Nous raconterons ci-dessous les dix découvertes scientifiques les plus significatives du siècle dernier, juste une décennie pour chacune.

1) Max Planck a organisé la première révolution au début du siècle. À la fin du XIXe siècle, il est invité au poste de professeur à l'Université de Berlin. Planck était tellement dévoué à la science que pendant son temps libre, il continuait à s'occuper de la distribution de l'énergie dans le spectre d'un corps noir. En conséquence, le scientifique obstiné de 1900 a dérivé une formule décrivant très précisément le comportement de l'énergie dans ce cas. Cela a eu des conséquences absolument fantastiques. Il s'est avéré que l'énergie n'est pas émise uniformément, comme on le pensait précédemment, mais par portions - quanta. Ces conclusions ont d'abord confondu Planck lui-même, mais il a néanmoins rapporté les résultats étranges le 14 décembre 1900 à la Société allemande de physique. Il n'est pas surprenant que le scientifique n'ait tout simplement pas été cru. Cependant, sur la base de ses conclusions, déjà en 1905, Einstein a créé la théorie quantique de l'effet photoélectrique. Après cela, Niels Bohr a également construit le premier modèle de l'atome, selon lequel les électrons tournent autour du noyau sur certaines orbites. Les conséquences de la découverte de Planck pour l'humanité sont si grandes qu'elle peut être considérée comme incroyable, brillante! Ainsi, grâce au scientifique, l'énergie atomique, l'électronique, le génie génétique se sont développés par la suite. L'astronomie, la physique et la chimie ont reçu un élan puissant. Cela est dû au fait que c'est Planck qui a clairement défini la frontière où le macrocosme newtonien se termine par la mesure de la matière en kilogrammes, et le microcosme commence, dans lequel il est nécessaire de prendre en compte l'influence des atomes individuels les uns sur les autres. Grâce au scientifique, il est devenu connu à quels niveaux d'énergie vivent les électrons et comment ils s'y comportent.

2) La deuxième décennie a apporté une découverte qui a également attiré l'attention de tous les scientifiques. En 1916, les travaux d'Albert Einstein sur la relativité générale sont terminés. Il a également reçu un autre nom - la théorie de la gravité. Selon la découverte, la gravité n'est pas une conséquence de l'interaction des champs et des corps dans l'espace, mais une conséquence de la courbure de l'espace-temps à quatre dimensions. La découverte a immédiatement expliqué l'essence de nombreuses choses jusqu'ici incompréhensibles. Ainsi, la plupart des effets paradoxaux qui se produisent à des vitesses proches de la lumière contredisaient tout simplement le bon sens. Cependant, c'est la théorie de la relativité qui a prédit leur apparition et expliqué l'essence. Le plus célèbre d'entre eux est l'effet de la dilatation du temps, dans lequel l'horloge de l'observateur tourne plus lentement que celles qui se déplacent par rapport à lui. Il est également devenu connu que la longueur d'un objet en mouvement le long de l'axe de mouvement est comprimée. Aujourd'hui, la théorie de la relativité est appliquée non seulement aux objets se déplaçant à une vitesse constante les uns par rapport aux autres, mais aussi à tous les cadres de référence en général. Les calculs étaient si complexes que les travaux ont duré 11 ans. La première confirmation de la théorie était la description de la courbe de l'orbite de Mercure, réalisée avec son aide. La découverte a expliqué la flexion des rayons des étoiles lorsqu'ils passent à côté d'autres étoiles, le décalage vers le rouge des galaxies et des étoiles observées à travers des télescopes. Les trous noirs sont devenus une confirmation très importante de la théorie. En effet, selon les calculs, lorsqu'une étoile rétrécit comme le Soleil jusqu'à 3 mètres de diamètre, la lumière ne peut tout simplement pas quitter ses limites - ce sera la force d'attraction. Récemment, les scientifiques ont découvert de nombreuses étoiles de ce type.

3) Après la découverte, faite en 1911 par Rutherford et Bohr, de la structure de l'atome par analogie avec le système solaire, les physiciens du monde entier étaient ravis. Bientôt, sur la base de ce modèle, en utilisant les calculs de Planck et Einstein sur la nature de la lumière, il fut possible de calculer le spectre de l'atome d'hydrogène. Mais lors du calcul de l'élément suivant, l'hélium, des difficultés sont survenues - les calculs ont montré des résultats complètement différents des expériences. En conséquence, dans les années 1920, la théorie de Bohr s'est évanouie et a commencé à être remise en question. Cependant, une solution a été trouvée: le jeune physicien allemand Heisenberg a pu supprimer certaines hypothèses de la théorie de Bohr, ne laissant que les plus nécessaires. Il a établi que l'on ne peut pas mesurer simultanément l'emplacement des électrons et leur vitesse. Ce principe s'appelait «l'incertitude de Heisenberg», alors que les électrons semblaient être des particules instables. Mais même ici, les bizarreries avec les particules élémentaires ne s'arrêtaient pas là. À ce moment-là, les physiciens s'étaient déjà habitués à l'idée que la lumière peut manifester les propriétés à la fois d'une particule et d'une onde. La dualité semblait paradoxale. Mais en 1923, le Français de Broglie a suggéré que les particules ordinaires peuvent aussi avoir des propriétés ondulatoires, démontrant les propriétés ondulatoires de l'électron. Les expériences de De Broglie ont été confirmées dans plusieurs pays à la fois. En 1926, Schrödinger décrivit les ondes matérielles de de Broglie, et l'Anglais Chirac créa une théorie générale, les hypothèses de Heisenberg et Schrödinger y entrèrent comme des cas particuliers. Au cours de ces années, les scientifiques ne se doutaient même pas des particules élémentaires, mais cette théorie de la mécanique quantique décrivait parfaitement leur mouvement dans le microcosme. Au cours des années suivantes, la base de la théorie n'a subi aucun changement évident. Aujourd'hui, la mécanique quantique est utilisée dans toutes les sciences naturelles atteignant le niveau atomique. Ce sont les sciences de l'ingénieur, la médecine, la biologie, la minéralogie et la chimie. La théorie a permis de calculer les orbitales moléculaires, qui à leur tour ont permis l'émergence de transistors, de lasers et de supraconductivité. C'est à la mécanique quantique que l'on doit l'apparition des ordinateurs. Sur cette base également, la physique du solide a été développée. C'est pourquoi de nouveaux matériaux apparaissent chaque année et les scientifiques ont appris à voir clairement la structure de la matière.

4) La décennie des années 30 peut être qualifiée de radioactive sans erreur. Bien qu'en 1920, Rutherford a émis une hypothèse, étrange à l'époque. Il a essayé d'expliquer pourquoi les protons chargés positivement ne se repoussent pas. Le scientifique a suggéré qu'en plus d'elles dans le noyau, il y avait aussi des particules neutres, de masse égale aux protons. Par analogie avec les électrons et protons déjà connus, Rutherford a proposé de les appeler neutrons. Cependant, le monde scientifique ne prenait pas au sérieux les idées du physicien à l'époque. Seulement 10 ans plus tard, les Allemands Becker et Bothe ont découvert un rayonnement inhabituel lorsque le bore ou le béryllium était irradié avec des particules alpha. Contrairement à ce dernier, les particules inconnues émises par le réacteur avaient un pouvoir de pénétration beaucoup plus élevé. Et leurs paramètres étaient différents. Deux ans plus tard, en 1932, les Curie décident de diriger ce rayonnement vers des atomes plus lourds. Il s'est avéré que sous l'influence de ces rayons inconnus, ils deviennent radioactifs. Cet effet est appelé radioactivité artificielle. La même année, James Chadwick a pu confirmer ces résultats, mais aussi découvrir que les noyaux des atomes sont assommés par de nouvelles particules non chargées d'une masse légèrement supérieure à celle d'un proton. C'est la neutralité de ces particules qui leur a permis de pénétrer dans le noyau, le déstabilisant. Alors Chadwick a découvert le neutron, confirmant les pensées de Rutherford. Cette découverte a apporté non seulement des avantages à l'humanité, mais aussi des dommages. À la fin de la décennie, les physiciens ont pu prouver que les noyaux peuvent se fissioner sous l'influence des neutrons et que des particules encore plus neutres sont libérées. D'une part, une telle utilisation de cet effet a conduit à la tragédie d'Hiroshima et de Nagasaki, des décennies de guerre froide avec des armes nucléaires. D'autre part, l'émergence de l'énergie atomique et l'utilisation des radio-isotopes dans divers domaines scientifiques pour une large application.

5) Avec le développement des théories quantiques, les scientifiques pouvaient non seulement comprendre ce qui se passait à l'intérieur de la substance, mais aussi essayer d'influencer ces processus. Le cas des neutrons est évoqué plus haut, mais en 1947, les employés de la société américaine At @ T Bardeen, Brattain et Shockley ont pu apprendre à contrôler de gros courants traversant des semi-conducteurs à l'aide de petits courants. Pour cela, ils recevront par la suite le prix Nobel. Un transistor est donc né, dans lequel deux jonctions p-n sont dirigées l'une vers l'autre. Pendant la transition, le courant ne peut aller que dans une seule direction; lorsque la polarité change à la transition, le courant cesse de circuler. Dans le cas de deux transitions dirigées l'une vers l'autre, il existe des possibilités uniques pour travailler avec l'électricité. Le transistor a donné une énorme impulsion au développement de toute science. Les lampes avaient disparu de l'électronique, ce qui réduisait considérablement le poids et le volume de l'équipement utilisé. Des microcircuits logiques sont apparus, ce qui nous a donné un microprocesseur en 1971, puis un ordinateur moderne. En conséquence, aujourd'hui dans le monde, il n'y a pas un seul appareil, voiture ou même maison qui n'utilise pas de transistor.

6) Le chimiste allemand Ziegler a étudié la réaction de Grenyard, qui a contribué à simplifier considérablement la synthèse de substances organiques. Le scientifique s'est demandé - est-il possible de faire de même avec d'autres métaux? Son intérêt avait un côté pratique, car il travaillait au Kaiser Institute for the Study of Coal. Le sous-produit de l'industrie houillère était l'éthylène, qui devait être éliminé d'une manière ou d'une autre. En 1952, Ziegler a étudié la décomposition de l'un des réactifs, ce qui a permis d'obtenir du polyéthylène basse pression, HDPE. Cependant, il n'a pas encore été possible de polymériser complètement l'éthylène. Cependant, de manière inattendue, un cas a aidé - après la fin de la réaction, non pas un polymère est tombé inopinément du ballon, mais un dimère (un composé de deux molécules d'éthylène) - l'alpha-butène. La raison en était que le réacteur était mal nettoyé des sels de nickel. Cela a ruiné la réaction principale, mais l'analyse du mélange résultant a montré que les sels eux-mêmes ne changeaient pas, ils n'agissaient que comme un catalyseur de dimérisation. Cette conclusion promettait d'énormes profits - auparavant, pour obtenir du polyéthylène, il était nécessaire d'utiliser beaucoup d'organoaluminium, d'appliquer une pression et une température élevées. Maintenant, Ziegler a commencé à rechercher le catalyseur le plus approprié, à la recherche de métaux de transition. En 1953, plusieurs d'entre eux ont été retrouvés à la fois. Le plus puissant d'entre eux s'est avéré être à base de chlorures de titane. Ziegler a raconté sa découverte à la société italienne Montecatini, où ses catalyseurs ont été testés sur du propylène. Après tout, cela, étant un sous-produit du raffinage du pétrole, coûte dix fois moins cher que l'éthylène, ce qui donne également l'occasion d'expérimenter la structure du polymère. En conséquence, le catalyseur a été légèrement modernisé, aboutissant à un polypropylène stéréorégulier, dans lequel toutes les molécules de propylène étaient situées de la même manière. Cela a donné au chimiste un grand contrôle sur la polymérisation. Le caoutchouc artificiel a été rapidement créé. Aujourd'hui, les catalyseurs organométalliques ont permis de réaliser la plupart des synthèses moins chers et plus faciles; ils sont utilisés dans presque toutes les usines chimiques du monde. Cependant, le plus important reste la polymérisation de l'éthylène et du propylène. Ziegler lui-même, malgré l'énorme application industrielle de son travail, s'est toujours considéré comme un théoricien. L'étudiant qui a mal lavé le réacteur n'est pas non plus devenu célèbre.

7) Le 12 avril 1961 est devenu une étape importante dans l'histoire de l'humanité - son premier représentant a visité l'espace. Ce n'était pas la première fusée à voler autour de la Terre. En 1957, le premier satellite artificiel a été lancé. Mais c'est Yuri Gagarine qui a montré que les rêves d'étoiles peuvent un jour devenir réalité. Il s'est avéré que non seulement les bactéries, les plantes et les petits animaux, mais aussi les humains peuvent vivre en apesanteur. Nous avons réalisé que l'espace entre les planètes est surmontable. L'homme a visité la lune, une expédition vers Mars est en préparation. Le système solaire regorge de véhicules d'agences spatiales. Un homme en gros plan étudie Saturne et Jupiter, Mars et la ceinture de Kuiper. Plusieurs milliers de satellites tournent déjà autour de notre planète. Il s'agit notamment d'instruments météorologiques et scientifiques (y compris de puissants télescopes orbitaux) et de satellites de communication commerciaux. Cela nous permet aujourd'hui d'appeler n'importe où dans le monde. Les distances entre les villes semblent avoir diminué, des milliers de chaînes de télévision sont devenues disponibles.

8) La naissance de la fille Louise dans la famille Brown le 26 juillet 1978 fut une sensation scientifique. Le gynécologue Patrick Steptoe et l'embryologiste Bob Edwards, qui ont participé à la naissance, étaient extrêmement fiers. Le fait est que la mère de la fille, Leslie, a souffert d'une obstruction des trompes de Fallope. Elle, comme des millions d'autres femmes, ne pouvait pas concevoir d'enfant toute seule. Les tentatives ont duré 9 longues années. Steptoe et Edwards ont entrepris de résoudre le problème, qui ont fait plusieurs découvertes scientifiques pour cela. Ils ont développé une méthode pour extraire un ovule d'une femme, sans l'endommager, en créant les conditions de son existence dans une éprouvette, puis en le fertilisant artificiellement et en le renvoyant. L'expérience a été couronnée de succès - les experts et les parents étaient convaincus que Louise était une enfant absolument normale. De la même manière, ses parents ont aidé à donner naissance à sa sœur. En conséquence, en 2007, plus de deux millions de personnes sont nées en utilisant la méthode de fécondation in vitro (FIV). Sans les expériences de Steptoe et Edwards, ce serait tout simplement impossible. Aujourd'hui, la médecine est allée encore plus loin - les femmes adultes donnent naissance à leurs propres petites-filles, si leurs enfants sont incapables de le faire eux-mêmes, les femmes sont fécondées avec le sperme d'hommes déjà morts ... La technique de FIV gagne en popularité - après tout, de multiples expériences ont confirmé que les bébés éprouvettes ne sont pas différents de ceux-ci. qui sont naturellement conçus.

9) En 1985, les scientifiques Robert Curl, Harold Kroto, Richard Smalley et Heath O'Brien ont étudié le spectre des vapeurs de graphite générées par un laser sur un échantillon solide. De manière inattendue, d'étranges pics sont apparus pour eux, qui correspondaient à des masses atomiques de 720 et 840 unités. Les scientifiques sont rapidement arrivés à la conclusion qu'un nouveau type de carbone, le fullerène, avait été découvert. Le nom de la découverte est venu des conceptions de Buckminster Fuller, qui étaient très similaires aux nouvelles molécules. Bientôt, les variétés de carbone du football et du rugby sont apparues. Leurs noms sont associés au sport, car la structure des molécules était similaire à celle des balles correspondantes. Les fullerènes aux propriétés physiques uniques sont maintenant utilisés dans de nombreux appareils différents. Mais surtout, ces techniques ont permis aux scientifiques de créer des nanotubes de carbone, qui sont des couches de graphite torsadées et réticulées. Aujourd'hui, la science a pu créer des tubes d'un diamètre de 5 à 6 nanomètres et d'une longueur allant jusqu'à 1 centimètre. Le fait qu'ils soient en carbone leur permet de présenter une variété de propriétés physiques - du semi-conducteur au métal. De nouveaux matériaux pour les lignes de fibre optique, les afficheurs et les LED sont en cours de développement à base de nanotubes. Grâce à l'invention, il est devenu possible de délivrer des substances biologiquement actives au bon endroit dans le corps, pour créer des nanopipettes. Des capteurs chimiques supersensibles ont été développés et sont maintenant utilisés dans les applications de surveillance environnementale, médicales, biotechnologiques et militaires. Les nanotubes aident à créer des transistors, des piles à combustible et des nanofils sont créés à partir d'eux. Le dernier développement dans ce domaine est le muscle artificiel.En 2007, des études ont été publiées montrant qu'un faisceau de nanotubes peut se comporter de la même manière qu'un tissu musculaire. Bien que la conduction du courant électrique dans la formation artificielle soit similaire à celle des muscles naturels, avec le temps, les nanomuscles ne s'usent pas. Un tel muscle a résisté à un demi-million de compressions à 15% de son état d'origine, la forme, les propriétés mécaniques et conductrices n'ont pas changé en conséquence. Qu'est ce que ça fait? Il est possible qu'un jour les personnes handicapées reçoivent de nouveaux bras, jambes et organes, qui ne peuvent être contrôlés que par le pouvoir de la pensée. Après tout, penser aux muscles est comme un signal électrique pour l'activer.

10) Les années 90 sont devenues l'ère de la biotechnologie. Le premier représentant digne du travail des scientifiques dans cette direction était un mouton ordinaire. Habituellement, elle était seulement extérieure. Pour son apparence, les employés du Roslin Institute, qui en Angleterre ont travaillé dur pendant plusieurs années. L'ovule, à partir duquel le célèbre Dolly est né plus tard, a été complètement vidé, puis le noyau cellulaire d'un mouton adulte y a été placé. L'embryon développé a été remis dans l'utérus et a commencé à attendre le résultat. Dolly, parmi les candidats au titre du premier clone d'une grande créature vivante, a contourné près de 300 candidats - tous sont morts à différents stades de l'expérience. Bien que le mouton légendaire ait survécu, son sort n'était pas enviable. Après tout, les extrémités de l'ADN, les télomères, qui servent d'horloge biologique du corps, ont déjà compté 6 ans dans le corps de la mère de Dolly. Après encore 6 ans de vie du clone lui-même, en février 2003, l'animal est mort de maladies de vieillesse qui lui étaient tombées dessus - arthrite, pneumonie spécifique et autres affections. Mais l'apparition de Dolly en couverture du magazine Nature en 1997 a fait sensation - elle est devenue un symbole de la supériorité de l'homme et de la science sur la nature elle-même. Les années suivantes après le clonage de Dolly, on a noté l'apparition de copies d'une grande variété d'animaux - chiens, cochons, gobies. Nous avons même réussi à obtenir des clones de la deuxième génération - des clones à partir de clones. Jusqu'à présent, cependant, le problème des télomères reste non résolu et le clonage humain dans le monde reste interdit. Mais ce domaine de la science reste très intéressant et prometteur.


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