Історія відкриттів і винаходів

Найдивовижніше, що в 1900 році наполегливий Планк вивів-таки формулу, яка дуже добре описувала поведінку енергії в горезвісному спектрі згаданого абсолютно чорного тіла. Правда, висновки з цієї формули слідували фантасти етичні. Получалос ь, що енергія випромінюється не рівномірно, як від неї, власне, і чекали, а шматочками - квантами. спершу Планк і сам засумнівався в своїх висновках, але 14 грудня 1900 року всі ж доло жив про них Німецько му фізичному гро ву. Так, про всяк випадок. Планку не просто повірили на слово. На основі його висновків в 1905 році Альберт Ейнштейн створив квантову теорію фотоефекту, а незабаром Нільс Бор побудував першу модель атома, відбутися ящую з ядра і електронів, що літають по певних орбітах. І по всій планеті понеслося! Переоцінити наслідки откр итія, яке зробив Макс Планк, практично неможливо. Вибирайте будь-які слова - геніально, неймовірно, обалдеть, оце так і навіть ух ти! - все буде недостатньо.
Завдяки Планку розвинулася атомна я енергетика, електроніка, Генна я інженерія, отримали потужний поштовх хімія, фізика, астрономія. Тому що саме Планк чет до визначив кордон, де закінчується ньютоновский макросвіт (в якому речовина, як відомо, міряють кілограмами) і починається мікросвіт, в якому не можна не враховувати впливу приємний ль н а друга окремих атомів. А до того ж завдяки Планку ми знаємо, на яких енергетичних рівнях живуть електрони і наскільки їм там зручно.
2. Друге десятиліття XX століття принесло світу до того ж одне відкриття, яке перевернуло уми практично всіх вчених - хоча уми у порядних вчених і так набакир. У 1916 році Альберт Ейнштейн завершив роботу на д загальною теорією відносності (ЗТВ). благовременно, її ж називають теорією гравітації. пові-різному цієї теорії, гравітація - це не результат взаимодейст вія тел і полів в просторів е, а наслідок викривлення чотиривимірного простору часу. Як тільки він це довів, все стало близько блакитним і зеленим. У сенсі - все зрозуміли суть речей і про брадовалісь.
Більшість парадок сальних і суперечать "здоровому глузду" ефектів, які виникають при близькосвітлових швидкостях, передбачені саме ОТО. Самий ведений - ефект уповільнення часу, при якому рухомі щодо спостерігача годинник йде для нього повільніше, ніж безпомилково такий самий годинник у нього на руці. При цьому довжина рухомого об'єкту уздовж осі руху стискається. ни не спільна теорія відносності застосовується вже до всіх систем відліку (а не тільки до рухомих з постійною швидкістю приятель щодо одного).
Однак складність обчислень привела до того, що на роботу треба було 11 років. Перше підтвердження теорія отримала, коли з її допомогою вдалося описати досить криву орбіту Меркурія - і в се від полегшення перевели дух. після ОТО пояснила викривлення променів від зве зд при проходженні їх поблизу с Сонцем, червоне зміщення спостерігаємо их в телескопи звез д і галактик. Але найважливішим підтвердженням ОТО стали чорні діри. Розрахунки показали, що якщо Сонце стиснути до радіусу трьох метрів, міць його тяжіння стане такою, що світло не зможе покинути зірку. І в останні роки вчені знайшли цілі гори таких зірок!
3. Коли Бор і Резерфорд в 1911 році припустили, що атом вус трійнят за образом і подобою Сонячної системи, фізики зраділи. На основі п ланетарной моделі, доповненої уявленнями Планка і Ейнштейна про природу світла, вдалося розрахувати спектр атома водню. Труднощі почалися, коли приступили до наступного елементу -гель. Все р асчети показували результат, прямо супротивний експериментів. До початку 1920-х теорія Бора померкла. молоденький німецький фізик Гейзенберг викреслив з теорії Бора все припускає оложеніе, залишивши лише те, що можна було виміряти за допомогою підлогових ваг.
Експерименти де Бройля підтвердилися миттєво в декількох країнах. У 1926 році, з'єднавши математичний опис хвилі і аналог рівнянь Максвелла для світла, австрійський ф изик шр едінгер описав матеріальні хвилі де Бройля. А колега Кембриджського університету Д ирак вивів загальну теорію, окремими випадками якої стали теорії Шредінгера і Гейзенберга. Хоча в двадцяті роки про багатьох е лементарних частинках, відомих тепер кожному школяреві, фізкабінет ки навіть не підозрювали, їх теорія квантової механіки прекрасно описує рух в мікросвіті. І за останні 90 років її основи не зазнали змін.
Квантова механіка тепер застосовується в усіх природних науках, коли вони виходять на атомарний рівень - від медицини і біології до хімії і мінералогії, а також у всіх інженерних науках. З її допомогою, зокрема, розраховані молекулярні орбіталі (а що - виключно корисна в господарстві річ). Наслідком стало винахід, покладемо, лазерів, транзисторів, надпровідності, а заодно і комп'ютерів. А до того ж розроблена фізика твердого тіла, завдяки якій: а) кож ний рік співаючи вляются все нові ма теріали, б) виникла можливість чітко бачити структуру речовини. до того ж би приладнати фізику твердого тіла до сексуального життя - і тоді кожен чоловік буде з благо дарностью вичитувати прізвище Гейзенберг.
4. Тридцяті роки сміливо можна нарікати радіоактивними. У всіх сенсах цього слова. Правда, до того ж в 1920 році Ернест Резерфорд на засіданні Британської асоціації сприяння розвитку наук висловив досить дивну (по тим, звичайно, брешемо енам) гіпотезу. У спробі пояснити, чому позитивно зар яженние протони не тікають в паніці один від одного, він заявив: крім позитивно заряджених частинок в ядрі атома їсти і деякі нейтральні частинки, рівні по масі протона. За аналогією з протонами і електронами він запропонував Нарека ть їх нейтронами. Асоціація скривилася і вважала за краще нехтувати екстравагантну витівку Резерфорда. І тільки через десять років, в 1930 році, німці Боті і Беккер примітили, що при опроміненні берилію або бору альфа-частинок виникають т незвичайне випромінювання. На відміну від альфа-частинок невідомі штуковини, що вилітають з реактора, володіли набагато більшу проникаючу здатність. І взагалі параметри у цих частинок були інші.
Відкриття це принесло про людству багато тягот і змін. До кінця 1930-х років фізики довели, що під впливом нейтронів ядра атомів діляться. І що при цьому виділяється додатково більше нейтронів. Це призвело, з одного боку, до бомбардування Хіросіми і Нагасакі, до десятиліть холодної війни, з іншої, до розвитку атомної енергетики, а з третього - до широкого використання радіоізотопів в найрізноманітніших несекретних наукових сферах.
А якщо на переході поміняти полярність, то струм перестає текти. Два ж переходу, спрямовані один до одного, дали просто унікальні можливості для ігор з електрикою. Транзистор став основою для розвитку всіх наук, включаючи ветеринарію. Він вибив з електроніки лампи, ніж різко скоротив вага і обсяг всієї апаратури (і кількість пилу в на ших будинках). Відкрив дорогу для появи логічних мик росхем, що призвело в результаті до появи в 1971 році мікропроцесора і створення сучасних компьюте рів. Так що там комп'ютери - тепер в світі немає жодного приладу, жодного а втомобиля, жодної квартири, в яких не використовуються транзистори.
Через пару місяців в лабораторії Циглера стався казус. Після закінчення реакції з колби раптом випав НЕ полімер, а димер (з'єднання двох молекул етилену) - альфа-бутен. Виявилося, що недбайливий студент просто погано відмив реактор від солей нікелю. І хоча ці самі солі залишилися на стінках в мікроскопічних кількостях, цього вистачило, щоб геть зарубати осн овную реакцію. Але ось що цікаво - аналіз суміші показав, що солі нікелю під час реакції не зрад ілісь.
Те їсти вони виступили каталізатором димеризации. Цей умовивід обіцяв величезні прибутки - адже спочатку для отримання поліетилену доводилося додавати до етилену набагато більше алюмоорганікі. знову ж, проблем синтезу додавали і високий тиск, і велика температура. Плюнувши на алюміній, Циглер почав перебирати перехідні метали в пошуках ідеального каталізатора. І знайшов в 1953 році миттєво про кілька. Найпотужнішими виявилися комплекси на основі хлоридів титану. Циглер розповів про своє відкриття в італійській компанії "Монтекатіні", і там його каталізатори використовували на іншому мономере - пропілену. Побічний продукт переробки нафти, пропилен коштував в десять разів дешевше етилену, та й давав можливість пограти зі структурою полімеру. Ігри привели до маленький модифікації каталізатора, через що Натта отримав стереорегулярний поліпропілен. У ньому все молекули пропілену розташовувалися однаково.
Ката лизатор Циглера-Наттадалі хімікам нічим не можна порівняти контроль над полімеризацією. З їх допомогою, припустимо, хіміки створили штучний аналог каучуку. Хімікати каталізатори, які зробили більшість синтезів простіше і дешевше, використовуються практично на всіх хімічних заводах світу. Але головне місце як і раніше займає полімеризація етилену і пропилену. Сам Циглер, незважаючи на промислове застосування його роботи, повік вважав себе вченим-теоретиком. А студента, який погано вимив реактор, понизили в статусі до лабораторної миші.

7. 12 квітня 1961 року о 9 годині 7 хвилин ранку сталася подія, яка, без сумніву, сколихнуло повний мир. Зі словами "Поїхали!" Зі "другого майданчика" відправився в космос перша людина. зрозуміло, це була не перша ракета, яка облетіла навколо Землі, - перший штучний супутник стартував 4 жовтня 1957 року. Але саме Юрій Гагарін став реальним втіленням мрії людства про зірок. За пуск людини в космос дослівно каталізував науково-технічну революцію. Було встановлено, що в невагомості можуть спокійно жити не тільки бактерії, рослини і Білка зі Стрілкою, але і людина. А головне, з'ясувалося, що простір між планетами можна перебороти. Людина вже побував на Місяці. тепер готується експедиція на Марс. Апарати всіляких космічних агентств дослівно заполонили Сонячну систему. Вони крутяться біля Юпітера, Сатурна, бродять по поясу Койпера, катаються по марсіанських пустелях. А число супутників навколо Землі перевалило за кілька тисяч. Це і метеорологічні прилади, і наукові (в тому числі знамениті орбітальні телескопи), і комерційні супутники зв'язку. Завдяки останнім, своєчасно, можна спокійно зателефонувати в л юбую точку світу. Сидячи в Москві, поговорити в чаті з людьми з Сіднея, Кейптауна і Нью-Йорка. Пробігтися по декільком тисячам телевізійних каналів з усього світу. Або відправити лист по електронній пошті в Антарктиду - тим більше, все одно ніхто не відповість.
8. 26 липня 1978 року в родині Леслі і Гілберта Браунов народилася дочка Луїза. Ті, хто спостерігав за кесаревим розтином гінеколог Патрік Стептоу і ембріолог Боб Едвардс мало не лопалися від гордості, адже це вони зробили те, заради чого повний мир займається сексом - зачали Луїзу. М-м-м ... не треба міркувати про непристойну. Насправді нічого порнографічного не відбулося. Просто мадам Леслі Браун, матуся Луїзи, страждала від непрохідності маткових труб і, як і багато мільйонів жінок на Землі, не могла зачати сама. Намагалася вона, своєчасно, більше дев'яти років - але на жаль. Все входило, але нічого не виходило. щоб вирішити проблему, Стептоу і Едвардc зробили миттєво кілька наукових відкриттів. Вони придумали, як витягти з жінки яйцеклітину, не пошкодивши її, як створити цю саму яйцеклітині умови для нормального життя в пробірці, як треба її запліднювати і в який момент повертати назад. знову ж, не пошкодивши. І батьки, і вчені незабаром переконалися, що дівчинка зовсім нормаль на. Незабаром у неї таким же способом з'явилася сестра, а до 2007 року завдяки методиці екстракорпорального запліднення (ЕКЗ) по всьому світу народилися приблизно два мільйони дітей. Яких би ніколи не було, якби не досліди Стептоу і Едвардса.
Та взагалі тепер моторошно сказати, що твориться. Дорослі жінки самі народжують собі онучок, якщо їх дочки нездатні виносити чадо, а дружини народжують від загиблих чоловіків. Численні досліди підтвердили, що "діти з пробірки" нічим не відрізняються від зачатих природним шляхом, так що з кожним роком методика ЕКО завойовує все більшу репутація. Гм. Хоча по-старому все-таки набагато приємніше.
9. У 1985 році Роберт Керл, Гарольд Крото, Річард Смолл і Хіт О'Брайен вивчали мас-спектри парів графіту, які утворювалися під впливом лазера на твердий зразок. І виявили дивні піки, які відповідали атомним масам 720 і 840 одиниць. Незабаром стало зрозуміло, що вчені відкрили нову варіація вуглецю, яка отримала найменування "фулерен" - по імені інженера Р. Бакминстера Фуллера, чиї конструкції дуже схожі на відкриті молекули.
Перша вуглецева варіація відома під назвою "Футбол", а друга - "регбі", оскільки вони справді схожі на м'ячі для футболу і регбі. тепер фулерени через своїх унікальних фізичних властивостей активно використовуються в самих різних приладах. Однак головне не це - на основі методики 1985 року вчені придумали, як зробити вуглецеві нанотрубки, скорочення і зшиті шари графіту. На даний момент відомі нанотрубки діаметром 5-7 нанометрів і завдовжки до 1 см (!). Незважаючи на те що зроблений и вони тільки з вуглецю, такі нанотрубки проявляють самі різні фізичні властивості - від металевих до напівпровідникових.
На їх основі розробляються нові матеріали для оптоволоконного зв'язку, світлодіоди і дисплеї. Нанотрубки використовуються як капсули для доставки в потрібне місце організму біологічно активних речовин, а також як нанопіпеткі. На їх основі розроблені надчутливі датчики хімічних речовин, що вже застосовуються для моніторингу навколишнього середовища, у військових, медичних і біотехнологічних цілях. З них роблять транзистори, нанопроводи, паливні елементи. Сама остання новина в сфері нанотрубок - штучні м'язи.
Робота вчених з Ренселлеровского політехнічного інституту, опублікована в липні 2007 року, показала, що можна створити пучок нанотрубок, який веде себе як м'язова тканина. Він має таку ж провідність електричного струму, як м'язи, і не зношується з часом - штучна м'яз витримала 500 тисяч стиснень на 15% від початкової довжини, і її первісна форма, механічні та провідні властивості не змінилися. Це відкриття, ймовірно, призведе до того, що незабаром всі інваліди отримають нові руки і ноги, якими можна буде завідувати силою думки (адже ідея для м'язів виглядає, як електричний сигнал "стискуватися-розтискати"). Шкода, правда, що деяким людям не можна приробити нову голову. Але це напевно справа найближчого майбутнього.
Правда, подальша доля бідолахи виявилася незавидною. Кінцеві ділянки ДНК -теломери, які служать біологічним годинником організму, вже відміряли 6 років, які вони прожили в тілі матері Доллі. Тому через того ж 6 років, 14 лютого 2003 року, клонована вівця померла від навалилися на неї "старих" захворювань - артриту, специфічного запалення легенів і безлічі інших недуг. Однак поява Доллі на обкладинці Nature в лютому 1997 року справило справжній вибух - вона стала символом могутності науки і влади людини над природою.
За минулі з народження Доллі одинадцять років вдалося клонувати самих різних тварин - поросят, собак, породистих биків. Отримано навіть клони другого покоління -клони від клонів. Правда, поки не вдалося до кінця вирішити проблему з теломерами, клонування людини по всьому світу заборонено. Однак дослідження тривають.