Выбрать только 10 открытий из всех сложно. Пришлось отказаться от наследия античности и от некоторых областей наук: с ними текст получился бы огромным. Многие величайшие достижения человечества, например: волновая теория света, закон сохранения энергии, структура генетического кода — остались не рассмотренными по этой же причине. Поэтому рассмотрим те научные открытия, без которых не было бы современной науки и цивилизации.
1. Гелиоцентрическая система мира
Земля вращается вокруг Солнца с периодом вращения один год. На этом основана современная астрономия. Однако со 2 до конца 17 века геоцентризм — идея о том, что Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг Земли — был популярнее. Так утверждали труды Аристотеля и Птолемея, а также Библия. Мало кто из философов и ученых решался спорить с ними.
В 1543 году польский астроном Николай Коперник опубликовал книгу «О движении небесных сфер». В ней он утверждал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а Земля, кроме того — и вокруг своей оси. Эти дату и книгу считают моментом возрождения гелиоцентризма.
Теория о гелиоцентризме была доказана только после открытия законов классической механики. До этого ее развивали Иоганн Кеплер, Галилео Галилей и другие астрономы и физики.
2. Клеточное строение живых организмов и микроскопия
«Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – структурная и функциональная единица живого». Без этих знаний биология и медицина оставались бы на уровне 15 века. Клеточную теорию строения живого разработали благодаря исследованиям Роберта Гука и Антони ван Левенгука.
Англичанин Роберт Гук в 1665 году опубликовал книгу «Микрография». Помимо астрономических наблюдений в ней были рисунки срезов пробки с упорядоченными пустотами. Гук назвал их клетками, и термин прижился.
Страстью Антони ван Левенгука, работника торговой лавки, была микроскопия. Левенгук научился шлифовать линзы и собирать их в стопки, чтобы усилить увеличение. Прочитав книгу Гука, Левенгук начал рассматривать в самодельный микроскоп все подряд. Именно Левенгук первым открыл одноклеточные организмы, бактерии, эритроциты (клетки крови), мышечные волокна.
3. Закон всемирного тяготения и законы классической механики
Классическая, или ньютоновская механика, благодаря которой существуют современные механизмы, немыслима без законов Ньютона. В 1687 году Исаак Ньютон издал книгу «Математические начала натуральной философии». В ней английский ученый описал три закона движения и закон всемирного тяготения, определил основные физические термины, в том числе, массу и силу, изложил результаты своих исследований в области гидродинамики и астрономии.
В 1905 году Альберт Эйнштейн усовершенствовал теорию Ньютона, разработав общую теорию относительности. О ней речь пойдет ниже.
4. Электричество
Научные открытия 20 века и современное общество не могли бы существовать без электричества. Датировать эту технологию сложно. О положительном и отрицательном электрических зарядах писал Шарль Дюфе в 1734 году. В 1800 году Алессандро Вольта изобрел источник постоянного тока – первую батарейку. Двумя годами позже Василий Петров открыл вольтову дугу, и с этого момента исследователи разных стран искали способы использовать электричество для освещения.
В 1831 году Майкл Фарадей описал электромагнитную индукцию и создал первый электрогенератор, а затем – электродвигатель. Электромагнитные волны впервые зарегистрировал Генрих Герц. В 1897 году Джозеф Топмсон открыл электрон. Их движение и есть электрический ток.
5. Генетика
Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Она объясняет, почему и как получаются новые породы животных и сорта растений; что будет, если добавить помидору гены лосося, будет ли такой помидор плавать лучше обычного (не будет) и как заставить бактерии вырабатывать инсулин – лекарство, необходимое диабетикам.
Основы генетики заложил Грегор Мендель, монах-августинец, живший в Австрии. Примечательно, что три его попытки получить должность преподавателя естественных наук в Высшей Школе в Брюнне окончились провалом: Менделю не давалась биология. Поэтому он остался в монастыре, где ставил эксперименты на горохе с 1856 по 1863 годы. Обработав огромный объем данных, в 1865 году Грегор Мендель вывел три основных закона генетики. Однако эту работу оценили только в начале 20 века, когда другие исследователи открыли гены.
6. Теория эволюции
Без теории эволюции научные открытия 19 века были бы неполны. Новые виды живых организмов появляются из-за естественного отбора – выживания наиболее приспособленных к окружающей среде особей. Основы современной теории эволюции, разработанной в 1937-1944 годах, стала теория Дарвина.
Английский натуралист Чарлз Дарвин опубликовал «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 году. Он собирал материалы для нее с 1837 года: вел дневники наблюдений за домашними животными и растениями и переписывался с другими учеными. Идея о том, что живые организмы развиваются, а не существуют неизменными, пришла Дарвину после изучения научных трудов и кругосветного путешествия на корабле «Бигль».
7. Радиоактивность
Лучевая терапия рака и атомная энергия привычны нам. Они возможны из-за радиоактивности – распада веществ с выделением элементарных частиц и излучения. При этом одно вещество может превратиться в другое.
Явление радиоактивности открыл в 1896 году физик Антуан Беккерель. Он выяснил, что соли урана засвечивают фотопластинку, даже если она защищена темной бумагой. При этом излучение урана не зависит от солнечного света, в отличие от другого типа свечения – люминесценции.
Кроме Беккереля радиоактивный распад исследовали Пьер и Мария Кюри. Именно они в 1898 году открыли радиоактивность тория, а несколько позже – радия и полония. Влияние радиации на живые организмы исследовали медики разных стран в 1900-1906 годах. Вначале оно считалось благоприятным. Опасность радиации выявил Пьер Кюри, вживив радий лабораторным мышам.
8. Теория относительности
К 20 веку физикам стало тесно в инерциальных системах отсчета – тех, где все тела либо покоятся, либо равномерно и прямолинейно движутся. Нужно было понять, как работать в системах, где не действует классическая механика Ньютона.
Эту проблему решил Альберт Эйнштейн. Его книга «К электродинамике движущихся тел», опубликованная в 1905 году, содержала математический аппарат для неинерциальных систем. Эта теория называлась специальной теорией относительности. Позднее Эйнштейн разработал теорию гравитации и создал общую теорию относительности, которая работает в масштабе Вселенной. Согласно ей, силы инерции и гравитация имеют одну природу.
В физике относительность одновременности — это понятие о том, что отдаленная одновременность — происходят ли два пространственно разделенных события в одно и то же время — не абсолютна, а зависит от системы отсчета наблюдателя.
Специальная теория относительности в сочетании с квантовой механикой дала релятивистскую квантовую теорию поля. На общей теории относительности основана современная физика.
9. Антибиотики
Научные открытия, изменившие мир, часто сложны, и их влияние на нашу жизнь не совсем очевидно. Однако одно из них известно и понятно всем – это открытие антибиотиков – веществ, убивающих бактерии. Именно антибиотики во много раз снизили смертность от раневых инфекций и болезней.
Впервые об антибиотиках начали говорить в конце 19 века. Однако эти исследования не были замечены. Поэтому считается, что первый антибиотик открыл английский микробиолог Александр Флеминг. Это открытие можно считать удачной случайностью. Флеминг обратил внимание, что в одной из чашек с микроорганизмами выросла плесень. Бактерии вокруг плесени погибли. Из плесени Флеминг получил пенициллин.
Микробиологи по всему миру начали искать другие вещества, опасные для микроорганизмов. Выяснилось, что многие грибы, растения и бактерии вырабатывают антибиотики. Некоторые из них достаточно безопасны для человека.
10. ДНК
Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик – ученые, изменившие мир, описав структуру ДНК как двойную спираль. ДНК – это носитель наследственной информации у бактерий, грибов, растений, животных и некоторых вирусов. По сути это инструкция, по которой строится и работает организм. Понимание, как устроена ДНК, позволило обосновать генетику и получать генетически модифицированные организмы с заданными свойствами.
Теперь вы знаете немного больше)