Les découvertes scientifiques les plus importantes

XX siècle peut être considéré comme un siècle de révolution. Et pas seulement politique, mais aussi scientifique. Beaucoup croient que les scientifiques en général ne sont pas utilisables. Assis, disent-ils, dans leurs cabinets et laboratoires depuis des années et tous en vain. Quel est le but de dépenser de l’argent pour la recherche? Mais les scientifiques par une série de découvertes importantes ont convaincu le monde entier que ce n’est pas le cas. Au même moment au XXème siècle, des découvertes importantes ont été faites très souvent, changeant radicalement nos vies. Cela a permis de créer aujourd’hui un avenir que les écrivains de science-fiction n’avaient jamais même rêvé. Nous décrirons ci-dessous les dix découvertes scientifiques les plus importantes du siècle dernier, une décennie pour chacune d’entre elles.

1)

La première révolution au début du siècle a été réalisée par Max Planck. À la fin du XIXe siècle, il a été invité au poste de professeur à l’Université de Berlin. Planck était tellement dévoué à la science que, dans ses temps libres par les lectures et le travail, il a continué à traiter les problèmes de distribution d’énergie dans le spectre d’un corps absolument noir. En conséquence, un scientifique obstiné en 1900 a dérivé une formule qui décrit 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 uniformément uniformisée, comme on le pensait auparavant, mais en lots – quanta. Ces résultats ont d’abord confondu Planck lui-même, mais il a néanmoins signalé les étranges résultats du 14 décembre 1900 à la German Physical Society. Pas étonnant que le scientifique ne soit tout simplement pas cru. Cependant, sur la base de ses conclusions, en 1905, Einstein a créé la théorie quantique de l’effet photoélectrique. Après cela, Niels Bohr a construit le premier modèle de l’atome, selon lequel les électrons tournent autour du noyau sur certaines orbites. Les conséquences de la découverte pour l’humanité de Planck sont si géniales qu’il peut être considéré incroyable, ingénieux! Ainsi, grâce au scientifique, plus tard, développé l’énergie nucléaire, l’électronique, le génie génétique. L’astronomie, la physique et la chimie ont reçu une poussée puissante. Cela était dû au fait que c’était Planck qui a clairement marqué la frontière où le macro-monde newtonien se termine par la mesure de la matière par kilogramme, et le microcosme commence dans lequel il faut tenir compte de l’influence des atomes individuels les uns sur les autres. Grâce au scientifique, il est devenu connu sur les niveaux d’énergie des électrons, et comment ils se comportent là-bas.

2)

La deuxième décennie a apporté une ouverture qui a également tourné l’esprit de tous les scientifiques. En 1916, le travail d’Albert Einstein sur la théorie générale de la relativité a été complété. Elle a 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 de temps à quatre dimensions. La découverte a immédiatement expliqué l’essence de beaucoup de choses incompréhensibles jusqu’ici. Ainsi, la plupart des effets paradoxaux qui se produisent à des vitesses proches de la lumière, tout simplement contredisent le bon sens. Cependant, c’était la théorie de la relativité qui prévoyait leur apparence et expliquait l’essence. Le plus célèbre d’entre eux est l’effet de ralentir le temps où les montres de l’observateur sont plus lentes que de se déplacer autour de lui. On a également constaté que la longueur de l’objet mobile le long de l’axe de mouvement était compressée. Aujourd’hui, la théorie de la relativité est appliquée non seulement aux objets qui se déplacent à une vitesse constante l’un par rapport à l’autre, mais aussi à tous les cadres de référence en général. Les calculs étaient si complexes que le travail a pris 11 ans. La première confirmation de la théorie était la description de la courbe de l’orbite de Mercury, produite avec son aide. La découverte a expliqué la courbure des rayons des étoiles lors de leur passage aux côtés d’autres étoiles, le déplacement rouge des galaxies et des étoiles observées dans les télescopes. Une confirmation très importante de la théorie est devenue des trous noirs. Après tout, selon les calculs pour la compression d’une étoile comme le Soleil jusqu’à 3 mètres de diamètre, la lumière ne peut pas la quitter – ce sera la force d’attraction. Récemment, les scientifiques ont trouvé de nombreuses étoiles de ce genre.

3)

Après la découverte, réalisée en 1911 par Rutherford et Bohr, sur la structure de l’atome par analogie avec le système solaire, les physiciens du monde entier étaient enchantés.Bientôt sur la base de ce modèle, en utilisant les calculs de Planck et Einstein sur la nature de la lumière, il était possible de calculer le spectre de l’atome d’hydrogène. Mais dans le calcul de l’élément suivant, l’hélium, les difficultés sont apparues: les calculs n’ont pas montré les mêmes résultats que les expériences. En conséquence, dans les années 1920, la théorie de Bohr avait disparu et a commencé à être mise en doute. Cependant, la solution a été trouvée – le jeune physicien allemand Heisenberg a réussi à supprimer certaines hypothèses de la théorie de Bohr, ne laissant que le plus nécessaire. Il a établi qu’il est impossible de mesurer simultanément l’emplacement des électrons et leur vitesse. Ce principe s’appelait “l’incertitude de Heisenberg”, les électrons semblaient être des particules instables. Mais même ici, les bizarreries avec les particules élémentaires ne se sont pas terminées. À cette époque, les physiciens s’étaient habitués à l’idée que la lumière peut manifester les propriétés des particules et des ondes. La dualité semblait paradoxale. Mais en 1923, le Français de Broglie a suggéré que les propriétés d’une onde peuvent être appréciées par les particules ordinaires, démontrant les propriétés de l’onde d’un électron. Les expériences de de Broglie ont été confirmées immédiatement dans plusieurs pays. En 1926, Schroedinger décrit les ondes matérielles de Broglie, et l’Anglais Chirac a créé une théorie générale, les hypothèses de Heisenberg et Schrödinger l’ont entré comme cas particuliers. Au cours de ces années, les scientifiques ne soupçonnaient pas les particules élémentaires, mais cette théorie de la mécanique quantique décrivait parfaitement leur mouvement dans le monde du micro. Pour les années suivantes, la base de la théorie n’a subit aucun changement évident. Aujourd’hui, dans toutes les sciences naturelles, émergeant au niveau atomique, on utilise la mécanique quantique. 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, ce qui a permis la création de transistors, de lasers et de supraconductivité. C’est la mécanique quantique que nous sommes obligés de faire de l’informatique. Aussi, sur la base de cela, la physique d’un 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 trente peut être appelée radioactive sans erreur. Bien qu’en 1920, Rutherford a exprimé une hypothèse étrange à cette époque. Il a essayé d’expliquer pourquoi les protons à charge positive ne repoussent pas. Le scientifique a suggéré qu’en plus d’eux, il y a des particules neutres dans le noyau, égales en masse aux protons. Par analogie avec les électrons et les protons déjà connus, Rutherford a proposé de les appeler des neutrons. Cependant, le monde savant n’a pas pris l’idée sérieusement du physicien. Seulement 10 ans plus tard, les Allemands Becker et Bote ont découvert des rayonnements inhabituels lorsqu’ils irradiaient du bore ou de la béryllium avec des particules alpha. Contrairement à ce dernier, les particules inconnues émis par le réacteur avaient une puissance beaucoup plus pénétrante. Et les paramètres étaient différents pour eux. Deux ans plus tard, en 1932, le couple Curie a décidé d’envoyer ce rayonnement sur 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. Dans la même année, James Chadwick a réussi à confirmer ces résultats, ainsi qu’à découvrir que les noyaux des atomes sont éliminés par de nouvelles particules non chargées avec une masse légèrement supérieure à celle du proton. C’était la neutralité de ces particules qui leur permettaient de pénétrer dans le noyau, ce qui la déstabilisait. Alors Chadwick a découvert le neutron, confirmant les pensées de Rutherford. Cette découverte a amené l’humanité non seulement au bien, mais aussi au préjudice. À la fin de la décennie, les physiciens ont pu prouver que les noyaux peuvent être partagés par des neutrons et que des particules encore plus neutres sont libérées. D’une part, une telle utilisation d’un tel effet a entraîné la tragédie d’Hiroshima et Nagasaki, les décennies de la guerre froide avec des armes nucléaires. Et d’autre part – l’émergence de l’énergie nucléaire et l’utilisation de radio-isotopes dans divers domaines scientifiques pour une utilisation généralisée.

5)

Avec le développement de théories quantiques, les scientifiques non seulement pouvaient comprendre ce qui se passait dans la substance, mais aussi essayer d’influencer ces processus.L’affaire avec le neutron est mentionnée ci-dessus, mais en 1947, les employés de la société américaine At @ T Bardeen, Bratteyn et Shockley ont pu apprendre à contrôler les grands courants qui traversent les semi-conducteurs à l’aide de petits courants. Pour cela, ils recevront par la suite le prix Nobel. Donc, le transistor est apparu dans la lumière, deux jonctions p-n sont dirigées l’une vers l’autre. Par la transition, le courant ne peut aller que dans une seule direction, avec une modification de la transition de polarité, le courant cesse de s’écouler. Dans le cas de deux transitions, dirigées l’une vers l’autre, des opportunités uniques semblaient fonctionner avec l’électricité. Le transistor a donné une énorme impulsion au développement de toutes les sciences. De l’électronique, les lampes laissées, ce qui a fortement réduit le poids et le volume de l’équipement utilisé. Des microchips logiques sont apparues, ce qui nous a donné en 1971 un microprocesseur, et plus tard un ordinateur moderne. En conséquence, à ce jour, il n’y a pas un périphérique, une voiture ou même une maison dans laquelle le transistor n’est pas utilisé.

6)

Le chimiste allemand Ziegler a étudié la réaction de Grenyar, ce qui a permis de simplifier considérablement la synthèse des substances organiques. Le scientifique s’est demandé s’il était possible de faire de même avec d’autres métaux. Son intérêt a eu un aspect pratique, car il a travaillé à l’Institut Kaiser pour l’étude du charbon. Un sous-produit de l’industrie du charbon était l’éthylène, qui devait être éliminé de quelque façon. En 1952, Ziegler a étudié la décomposition de l’un des réactifs, ce qui a entraîné l’obtention du polyéthylène basse densité, HDPE. Cependant, il n’était pas possible de polymériser complètement l’éthylène. Cependant, aidé de manière inattendue par le cas – après la réaction du ballon, le polymère sortit de façon inattendue, et le dimère (la combinaison de deux molécules d’éthylène) est l’alpha-butène. La raison en est que le réacteur a été mal lavé à partir de sels de nickel. C’est ce qui a ruiné la réaction principale, mais l’analyse du mélange a montré que les sels eux-mêmes ne changeaient pas, ils n’agissaient que comme catalyseur de dimérisation. Cette conclusion a promis d’énormes bénéfices – plus tôt pour le polyéthylène, il fallait utiliser beaucoup de produits organiques d’aluminium, appliquer une pression et une température élevées. Maintenant, Ziegler a commencé à chercher le catalyseur le plus approprié, en triant les métaux de transition. En 1953, plusieurs ont été trouvés à la fois. Les plus puissants étaient basés sur des chlorures de titane. A propos de sa découverte, Ziegler a déclaré à la société italienne Montecatini, où ses catalyseurs ont été testés sur du propylène. Après tout, être un sous-produit du raffinage du pétrole coûte dix fois moins cher que l’éthylène, ce qui donne, en outre, l’opportunité d’expérimenter la structure du polymère. En conséquence, le catalyseur a été légèrement amélioré, ce qui a entraîné un polypropylène stéréorégulaire, dans lequel toutes les molécules de propylene étaient situées de manière identique. Cela a donné au chimiste de grandes opportunités dans le domaine du contrôle de la polymérisation. Bientôt, un caoutchouc artificiel a été créé. Aujourd’hui, les catalyseurs organométalliques ont permis de réaliser la plupart des synthèses moins chères et plus faciles, elles sont utilisées dans pratiquement toutes les plantes chimiques du monde. Cependant, le plus important est 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 scientifique théorique. Je ne suis pas devenu célèbre et l’élève qui a mal lavé le réacteur.

7)

Le 12 avril 1961 a été une étape importante dans l’histoire de l’humanité – dans l’espace, a visité son premier représentant. Ce n’était pas la première fusée qui a survolé la Terre. En 1957, le premier satellite artificiel a été lancé. Mais c’était Yuri Gagarine qui a montré que les rêves des étoiles pourraient devenir une réalité. Il s’est avéré que dans des conditions d’apesanteur, non seulement les bactéries, les plantes et les petits animaux, mais aussi les humains, peuvent vivre. Nous avons réalisé que l’espace entre les planètes est surmontable. L’homme a visité la lune, une expédition vers Mars est préparée. Le système solaire est saturé d’agences spatiales. Une personne près explore Saturn et Jupiter, Mars et la ceinture de Kuiper. Dans la même planète, il y a déjà des milliers de satellites.Parmi ceux-ci figurent des instruments météorologiques et des scientifiques (y compris des télescopes orbitaux puissants) et des satellites de communications commerciales. Cela nous permet aujourd’hui d’appeler n’importe où dans le monde. Les distances entre les villes semblaient être réduites, des milliers de chaînes de télévision étaient disponibles.

8)

La naissance de la fille Louise dans la famille Brown le 26 juillet 1978 est devenue une sensation scientifique. Le gynécologue Patrick Stapthaw et l’embryologue Bob Edwards, qui ont participé à la naissance, étaient extrêmement fiers. Le fait est que la mère de la fille, Leslie, a souffert de l’obstruction des trompes de Fallope. Elle, comme des millions d’autres femmes, ne pouvait pas concevoir un enfant par elle-même. Les tentatives ont duré 9 ans. Le problème a été résolu par Stepfo et Edward, qui à cette fin ont produit plusieurs découvertes scientifiques à la fois. Ils ont développé une méthode pour extraire un œuf d’une femme, sans l’endommager, en créant des conditions pour son existence dans un tube à essai, puis une fertilisation artificielle et en revenant. L’expérience a été un succès – les spécialistes et les parents étaient convaincus que Louise est un enfant absolument normal. De la même manière, les parents ont aidé à apparaître dans la lumière et chez sa soeur. Par conséquent, d’ici 2007, avec l’aide de la méthode de fécondation in vitro (FIV), plus de deux millions de personnes sont nées. Si ce n’était pas pour les expériences de Stephou et Edwards, ce serait tout simplement impossible. Aujourd’hui, la médecine a été encore plus loin – les femmes adultes donnent naissance à leurs petites-filles, si leurs enfants ne peuvent pas le faire eux-mêmes, les femmes sont fécondées avec la semence d’hommes déjà morts … La technique de FIV gagne en popularité – en effet, de multiples expériences ont confirmé que les enfants du tube à essai ne sont pas différents de ceux, qui sont conçus naturellement.

9)

En 1985, les scientifiques de Robert Curl, Harold Kroto, Richard Smalley et Heath O’Brien ont étudié les spectres des vapeurs de graphite formés sous l’action d’un laser sur un échantillon solide. De façon inattendue pour eux, des pics étranges apparaissent, ce qui correspond à des masses atomiques de 720 et 840 unités. Les scientifiques ont rapidement conclu que l’on trouva une nouvelle variété de carbone – fullerene. Le nom de la découverte est né des dessins de Buckminster Fuller, qui étaient très semblables aux nouvelles molécules. Bientôt, il y avait des variétés carbonées de football et de rugby. Leurs noms sont associés aux sports, car la structure des molécules était comme les balles correspondantes. Maintenant, les fullerenes, qui ont des propriétés physiques uniques, sont utilisés dans de nombreux dispositifs différents. Mais le plus important était le fait que ces techniques permettent aux scientifiques de créer des nanotubes de carbone qui sont des couches de graphite tordues et réticulées. Aujourd’hui, la science a été capable de créer un tube d’un diamètre de 5-6 nanomètres et d’une longueur allant jusqu’à 1 centimètre. Le fait qu’ils sont créés à partir du carbone leur permet de présenter une variété de propriétés physiques – du semiconducteur au métal. Sur la base de nanotubes, de nouveaux matériaux pour les lignes de fibres optiques, les écrans et les LED sont en cours de développement. Avec l’aide de l’invention, il est possible de délivrer des substances biologiquement actives à l’emplacement souhaité de l’organisme, afin de créer des nanopipettes. Développé des capteurs ultra-sensibles de produits chimiques qui sont maintenant utilisés dans la surveillance de l’environnement, à des fins médicales, biotechnologiques et militaires. Les nanotubes aident à créer des transistors, des piles à combustible, dont les nanofils sont créés. Les derniers développements dans ce domaine sont les muscles artificiels. En 2007, des études ont été publiées qui ont montré qu’un faisceau de nanotubes pouvait se comporter de manière similaire au tissu musculaire. Bien que la conductivité électrique de la formation artificielle soit similaire à celle des muscles naturels, les nanomyshits ne s’usent pas avec le temps. Un tel muscle a supporté un demi-million de compressions à 15% de son état d’origine, la forme, les propriétés mécaniques et conductrices n’ont pas changé. Que donne-t-il? Il est possible qu’un jour les personnes handicapées obtiennent de nouveaux rugi, jambes et organes, qui ne peuvent être contrôlés que par le pouvoir de pensée. Après tout, la pensée pour les muscles est comme un signal électrique pour l’activer.

10)

Les années 1990 sont devenus une ère de la biotechnologie. Le premier représentant digne du travail des scientifiques dans cette direction était le mouton ordinaire. Habituellement, c’était seulement dehors. Pour son apparence, les employés de l’Institut Roslin, qui en Angleterre ont travaillé dur depuis plusieurs années. L’œuf, à partir duquel apparut le fameux Dolly, a été complètement vidé, puis le noyau de la cage de mouton adulte a été placé dedans. L’embryon s’est développé dans le ventre et a commencé à attendre le résultat. Près de 300 candidats ont remporté le titre de premier clone d’une grande créature vivante – tous morts à différents stades de l’expérience. Bien que le mouton légendaire ait survécu, son destin était peu enviable. Après tout, les extrémités de l’ADN, les télomères, servant d’horloges biologiques du corps, ont déjà compté dans le corps de Dolly pendant 6 ans. Après plus de 6 ans de la vie du clone lui-même, en février 2003, l’animal est mort d’anciennes maladies qui étaient tombées sur elle: l’arthrite, une inflammation spécifique des poumons et d’autres affections. Mais en soi, l’apparition de Dolly sur la couverture de la nature en 1997 a produit une sensation réelle – elle est devenue un symbole de la supériorité humaine et de la science sur la nature elle-même. Les années suivantes après le clonage, Dolly a noté l’émergence de copies d’une variété d’animaux – chiens, porcs, gobies. Il était possible même d’obtenir des clones de seconde génération – clones de clones. Jusqu’à présent, cependant, le problème avec les télomères n’est pas résolu, et le clonage humain dans le monde reste interdit. Mais cette direction de la science reste très intéressante et prometteuse.

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