Открытие электромагнетизма и рентгеновских лучей, плюс первая атомная бомба, вошли в список этого года.
2020 год, Международный год доброго видения, также является хорошим годом для научных годовщин.
Как обычно, существуют дни рождения, которые дают возможность поблагодарить некоторых великих ученых прошлого за их вклад в коллективные знания человечества. И есть годовщины достижений, открытий или событий, которые оставили мир в другом месте, чем это было раньше. Там даже юбилей Эйнштейна, который там почти всегда есть.
Более того, тщательно отбирая 10 лучших юбилеев, вы можете проиллюстрировать, как часто взаимосвязаны ключевые научные концепции - например, нейтроны с бомбами или магнетизм с рентгеновскими лучами с ДНК. Итак, здесь, без какого-либо глубокого смысла в порядке презентации, представлены 10 лучших юбилеев науки в 2020 году:
10. Роджер Бэкон, 800 лет со дня рождения
Никто точно не знает точно, когда родился Бэкон , но отрывок из его сочинений предполагает, что это было около 1220 года. Он был одним из ведущих естествоиспытателей своего времени; сначала он учился в Оксфорде, а затем читал лекции в Парижском университете. Он стал францисканским монахом, но часто попал в беду за нарушение правил ордена.
Бэкон был одним из первых, кто отстаивал важность эксперимента при изучении природы. Он особо подчеркнул статус оптики как фундаментальной науки. Бэкон также понимал необходимость применения математики при объяснении природных явлений. «Сила математики способна раскрыть причины всех вещей и дать достаточное объяснение человеческим и божественным явлениям», - писал он. Бэкон думал, что многие знаменитые философы его эпохи были дураками, но почитал философа-богослова Роберта Гроссетесте и более полно развивал некоторые из его идей, в том числе роль математики и представление о том, что «законы природы» регулируют природные явления.
9. Бозе-эйнштейновский конденсат, 25 лет
Ни один ученый не сделал больше новостей после их смерти, чем Альберт Эйнштейн. От крупных лазеров до черных дыр и гравитационных волн - многие крупные современные открытия лишь подтвердили предсказания десятилетий назад, заложенные в воображении Эйнштейна. Один из таких примеров появился в 1995 году, когда физики создали новую странную волнистую форму вещества, называемую конденсатом Бозе-Эйнштейна. В этом случае воображение Эйнштейна было вдохновлено индийским физиком Сатьендрой Бозе.
В 1924 году Бозе прислал Эйнштейну статью, описывающую (математически) свет как газ частиц (то, что мы теперь называем фотонами). Примерно в это же время Эйнштейн прочитал статью Луи де Бройля, утверждая, что частицы материи (например, электроны) могут быть истолкованы как волны. Эйнштейн смешал де Бройля с Бозе и в итоге описал материю с помощью Бозе. Эйнштейн представил волнистые «бозонные» атомы, которые слились бы в своего рода облако единой материи.
Создание такого конденсатного облака Бозе-Эйнштейна требует особых условий (с одной стороны, оно должно быть чрезвычайно холодным), и потребовалось семь десятилетий, чтобы физики преодолели технические трудности и еще раз доказали, что Эйнштейн прав.
8. Великие дебаты, столетие
Забудьте о политике, самые большие дебаты 20-го века произошли 26 апреля 1920 года, когда астрономы Харлоу Шепли и Хибер Кертис встретились в Смитсоновском музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия. Или, по крайней мере, это стандартное научное знание.
На самом деле, дебаты были довольно скучными. Шепли прочитал статью о современном понимании галактики Млечный Путь, которая, как он полагал, составляет всю вселенную. Кертис прочитал газету, утверждая, что спиральные туманности, видимые через телескопы, на самом деле были отдаленными островными вселенными, сравнимыми с Млечным путем. Победитель дебатов не был объявлен до 1924 года, когда Эдвин Хаббл показал, что Кертис был прав. Шепли признал и некоторое время называл новый космос множества галактик мультивселенной.
7. Открытие электромагнетизма, двухсотлетие
Обычно не стоит играть с электричеством. Но два столетия назад ученые почти ничего не знали об этом, и любопытство одолело их. Хорошо, потому что это любопытство привело к открытию невероятного значения для будущего цивилизации.
Первым шагом была примитивная батарея Алессандро Вольта , изобретенная в 1800 году. Она привела в бешенство электрические эксперименты. В течение следующих 20 лет многие исследователи исследовали возможные связи между электричеством и магнетизмом. Среди них был Ханс Кристиан Эрстед из Копенгагенского университета, химик-физик, который первоначально проходил подготовку в качестве фармацевта. Эрстед давно подозревал, что электричество и магнетизм объединяют глубокое единство. Весной 1820 года во время лекции он заметил, что из-за течения движется находящаяся рядом стрелка компаса.
К июлю Эрстед провел (понял?) Тщательные эксперименты, позволившие ему объявить об открытии электромагнетизма - генерации магнитного излучения вне провода, по которому течет электрический ток. Примерно через десять лет Майкл Фарадей показал обратное, что перемещение магнита вокруг провода вызывает электрический ток. Это установило принцип выработки электроэнергии в больших масштабах.
6. Открытие рентгеновских лучей, 125 лет
Когда Вильгельм Рентген открыл рентгеновские снимки в 1895 году, они почти сразу же были использованы в медицинской практике. Но они имели научное значение так же велико, как и их действительно революционное значение для медицины.
Во-первых, они поддержали относительно недавнее осознание того, что свет является лишь одной из нескольких форм электромагнитного излучения. (Всего несколько лет назад Генрих Герц продемонстрировал существование радиоволн, подтвердив подозрение Джеймса Клерка Максвелла о том, что свет был не единственной формой электромагнитных волн.) «Кажется, существует какая-то связь между новыми лучами и лучами света; по крайней мере, на это указывает формирование теней », - написал Рентген в своем первом отчете об открытии. По иронии судьбы, более поздние эксперименты на рентгеновских лучах показали, что электромагнитные «волны» иногда ведут себя как частицы.
В конце концов, рентген изменил не только медицину, но и астрономию и даже биологию, поскольку они предоставили инструмент, который раскрыл архитектуру молекул жизни. Смотрите пункт 5.
5. Розалинда Франклин, 100 лет со дня рождения
Франклин , родившийся 25 июля 1920 года в Лондоне, проявил ранний интерес к науке и получил образование химика, став экспертом по углю и другим углеродным материалам. Она получила докторскую степень в Кембриджском университете в 1945 году. Затем она работала в Париже, развивая навыки использования рентгеновской кристаллографии для изучения кристаллических структур, а затем переехала в Королевский колледж Лондона, где Морис Уилкинс изучал молекулярную структуру ДНК. Франклин занялся исследованиями ДНК и сделал исключительные рентгеновские снимки. Она приблизилась к определению структуры двойной спирали ДНК, но не совсем поняла.
Тем временем Джеймсу Уотсону, который следил за ее исследованиями, Уилкинс в начале 1953 года показал один из ее рентгеновских снимков, что позволило Уотсону и Фрэнсису Крику определить правильную архитектуру ДНК. Франклин видел, что модель Уотсона-Крика соответствовала ее работе, но не сразу признал, что модель в конечном итоге окажется точной в деталях. Она умерла в 1958 году и поэтому не имела права на получение Нобелевской премии, присуждаемой через четыре года Уотсону и Крику. Уилкинс также разделила приз, но нет сомнений, что если бы она была еще жива, Франклин заслужил бы ее больше, чем он.
4. Джон Граунт, 400 лет
Родился 24 апреля 1620 года в Лондоне, Граунт стал успешным и влиятельным торговцем после того, как занялся бизнесом своего отца. Приблизительно в 40 лет он почему-то заинтересовался еженедельными «законопроектами о смертности», в которых перечислялись случаи смерти в городе. Ему пришло в голову также собирать записи о рождениях и заболеваниях, чтобы создавать таблицы, которые отображали тенденции или закономерности. Он подверг данные математическому анализу, выявив, что женщины живут (в среднем) дольше мужчин, а показатели смертности в городах выше, чем в сельской местности.
Работа Граунта принесла ему избрание в Королевское общество, но Великий пожар Лондона в 1666 году сгорел его дом, повредив его бизнесу и отправив его прямо в нищету. Позже Грант был признан пионером в получении научных выводов из анализа статистической информации; его работа считается краеугольным камнем в фундаменте современных наук статистики и демографии.
3. Флоренс Найтингейл, 200 лет со дня рождения
Соловей родилась в британской семье во Флоренции, Италия, (совпадение? Нет) 12 мая 1820 года. Ее семья вернулась в Англию, когда она была еще младенцем. Она наиболее известна как самая знаменитая медсестра 19-го века, дама с лампой. Но она была также новаторским практиком прикладной статистики; она разработала сложные статистические анализы, чтобы поддержать ее взгляды на гигиену и здоровье.
Она пошла в школу медсестер в Германии, и в 1854 году она возглавила команду медсестер, чтобы помочь раненым британским солдатам во время Крымской войны. Найдя ужасно антисанитарные условия, она ввела режим чистоты, который снизил уровень смертности среди госпитализированных солдат, и она вернулась в Англию для широкого признания. Она в одиночку повысила социальный статус профессии медсестры, и вскоре она открыла собственную школу медсестер. Она стала экспертом в интерпретации статистики здравоохранения, и ее методы оказали влияние на развитие науки эпидемиологии. Она представила большую часть статистических данных о пользе надлежащих стандартов здравоохранения в графической форме, заработав ей репутацию пионера визуализации данных.
К сожалению, в 38 лет она стала в основном прикованной к постели из-за изнурительной болезни, с которой она заразилась во время своей работы в Крымской войне. Но она продолжала работать из своего дома в течение десятилетий, консультируясь с правительствами в разных странах о том, как наилучшим образом осуществлять санитарию и другие связанные со здоровьем политики.
2. Прогнозирование нейтрона, столетие
После того, как Эрнест Резерфорд открыл атомное ядро в 1911 году, ученые потратили годы, пытаясь понять, как ядро было собрано вместе. Это явно требует составляющих с положительным электрическим зарядом. Из более поздних экспериментов Резерфорд пришел к выводу, что основная ядерная частица, несущая положительный заряд, была идентична ядру атома водорода, и он назвал ее протоном. Более тяжелые атомы содержали несколько протонов.
Но количество протонов, необходимое для учета массы атома, дало ядру более положительный электрический заряд, чем отрицательный заряд орбитальных (почти безмассовых) электронов атома. Поскольку атомы электрически нейтральны, казалось, что ядро должно содержать несколько электронов, чтобы нейтрализовать избыточный положительный заряд. Резерфорд предположил, что некоторые из этих электронов в ядре слились с протонами, чтобы создать новую частицу, которую он позже назвал нейтроном. Он считал это новым видом атома с нулевым электрическим зарядом. «Следовательно, он должен иметь возможность свободно перемещаться по веществу», - сказал он в лекции, прочитанной 3 июня 1920 года , что позволило физикам понять, что два десятилетия спустя он способен инициировать цепные реакции ядерного деления.
В 1932 году эксперименты британского физика Джеймса Чедвика подтвердили существование нейтрона, удивив многих физиков, которые не верили Резерфорду. Но один ученый, не удивленный, был американский химик Уильям Харкинс , который сделал подобное предложение и фактически впервые использовал термин «нейтрон» в печати в 1921 году.
1. Атомная бомба, 75 лет
Трудно переоценить значение для науки или всей истории атомной бомбы, впервые взорвавшейся 75 лет назад в июле в Аламогордо, штат Нью-Мексико. Она представляет собой технологический разрыв, сравнимый с изобретением электромагнетизма, пороха или (контроля) сам огонь Основное влияние атомной бомбы на общество заключается в ее простом существовании в качестве оружия ожидания, потенциально готового инициировать Армагеддон.
Но он также все еще служит символом могущества науки: физики исследуют невидимую сферу внутренностей атомов, запряженных знаниями, способными к разрушению в масштабах, ранее невообразимых. Применение этих же знаний в интересах общества посредством производства энергии не оправдало его продвинутых счетов, из-за сочетания неумелости со стороны его сторонников и отсутствия перспективы со стороны его противников. В любом случае, напоминание о важности науки для общества никогда не исчезнет в будущем, если таковое произойдет.