1.Научный XX век начался с революции. Причем устроил ее один-единственный человек- по имени… нет, не Карл Маркс. А Макс Планк. В конце XIX века Планкапригласили на должность профессора Берлинского университета, однако взамен того,дабы в свободное от лекций время играть в бридж или хотя бы в дурака, ученыйвзялся объяснить неразумному человечеству, как распределяется энергия в спектреабсолютно черного тела. нужно размышлять, с абсолютно белым телом все было ктому времени ясно.
/>Самое удивительное, что в 1900году настойчивый Планк вывел-таки формулу, которая очень хорошо описывалаповедение энергии в пресловутом спектре упомянутого абсолютно черного тела.Правда, выводы из этой формулы следовали фантастические. Получалось, чтоэнергия излучается не равномерно, как от нее, собственно, и ждали, а кусочками- квантами. сперва Планк и сам усомнился в собственных выводах, но 14 декабря1900 года все же доложил о них Немецкому физическому обществу. Так, на всякийслучай.
/>Планку не просто поверили наслово. На основе его выводов в 1905 году Альберт Эйнштейн создал квантовуютеорию фотоэффекта, а вскоре Нильс Бор построил первую модель атома, состоящуюиз ядра и электронов, летающих по определенным орбитам. И по всей планетепонеслось! Переоценить последствия открытия, которое сделал Макс Планк, практическиневозможно. Выбирайте любые слова — гениально, невероятно, обалдеть, вот это даи даже ух ты! — все будет недостаточно.
БлагодаряПланку развилась атомная энергетика, электроника, генная инженерия, получилимощнейший толчок химия, физика, астрономия. Потому что именно Планк четкоопределил границу, где кончается ньютоновский макромир (в котором вещество, какизвестно, меряют килограммами) и начинается микромир, в котором нельзя неучитывать влияния приятель на друга отдельных атомов. А вдобавок благодаряПланку мы знаем, на каких энергетических уровнях живут электроны и насколько имтам удобно.
2.Второе десятилетие XX века принесло миру вдобавок одно открытие, котороеперевернуло умы практически всех ученых — хотя умы у порядочных ученых и такнабекрень. В 1916 году Альберт Эйнштейн завершил работу над общей теориейотносительности (ОТО). благовременно, ее вдобавок называют теорией гравитации.сообразно этой теории, гравитация — это не результат взаимодействия тел и полейв пространстве, а следствие искривления четырехмерного пространства времени.Как только он это доказал, все стало около голубым и зеленым. В смысле — всепоняли сущность вещей и обрадовались.
Большинствопарадоксальных и противоречащих “здравому смыслу” эффектов, которые возникаютпри околосветовых скоростях, предсказаны именно ОТО. Самый ведомый — эффектзамедления времени, при котором движущиеся относительно наблюдателя часы идутдля него медленнее, чем безошибочно такие же часы у него на руке. При этомдлина движущегося объекта вдоль оси движения сжимается. ныне общая теорияотносительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только кдвижущимся с постоянной скоростью приятель относительно друга).
Однакосложность вычислений привела к тому, что на работу потребовалось 11 лет. Первоеподтверждение теория получила, когда с ее помощью удалось описать достаточнокривую орбиту Меркурия — и все от облегчения перевели дух. после ОТО объяснилаискривление лучей от звезд при прохождении их около с Солнцем, красное смещениенаблюдаемых в телескопы звезд и галактик. Но самым важным подтверждением ОТОстали черные дыры. Расчеты показали, что если Солнце сжать до радиуса трехметров, мощь его притяжения станет такой, что свет не сможет покинуть звезду. Ив последние годы ученые нашли целые горы таких звезд!
3.Когда Бор и Резерфорд в 1911 году предположили, что атом устроен по образу иподобию Солнечной системы, физики возликовали. На основе планетарной модели, дополненнойпредставлениями Планка и Эйнштейна о природе света, удалось рассчитать спектратома водорода. Трудности начались, когда приступили к следующему элементу — гелию.Все расчеты показывали результат, прямо супротивный экспериментам. К началу1920-х теория Бора померкла. молоденький немецкий физик Гейзенберг вычеркнул изтеории Бора все предположения, оставив лишь то, что можно было измерить припомощи напольных весов.
/>В конце концов он установил, чтоскорость и местонахождение электронов нельзя измерить одновременно. Соотношениеполучило наименование “принцип неопределенности Гейзенберга”, а электроныприобрели репутацию ветреных красоток. Которые ныне в кондитерской, а завтра — блондинки.Однако на этом странности с элементарными частицами не закончились. К двадцатымгодам физики уже притерпелись к тому, что свет может проявлять свойства волны ичастицы, каким бы это ни казалось парадоксальным. А в 1923 году француз деБройль предположил, что свойства волны могут проявлять и “обычные” частицынаглядно показав волновые свойства электрона.
Экспериментыде Бройля подтвердились мгновенно в нескольких странах. В 1926 году, соединивматематическое описание волны и аналог уравнений Максвелла для света, австрийскийфизик Шредингер описал материальные волны де Бройля. А коллега Кембриджскогоуниверситета Дирак вывел общую теорию, частными случаями которой стали теорииШредингера и Гейзенберга. Хотя в двадцатые годы о многих элементарных частицах,известных теперь любому школьнику, физики даже не подозревали, их теорияквантовой механики прекрасно описывает движение в микромире. И за последние 90лет ее основы не претерпели изменений.
Квантоваямеханика теперь применяется во всех естественных науках, когда они выходят наатомарный уровень — от медицины и биологии до химии и минералогии, а также вовсех инженерных науках. С ее помощью, в частности, рассчитаны молекулярныеорбитали (а что — исключительно полезная в хозяйстве вещь). Следствием сталоизобретение, положим, лазеров, транзисторов, сверхпроводимости, а заодно икомпьютеров. А вдобавок разработана физика твердого тела, благодаря которой: а)каждый год появляются все новые материалы, б) возникла возможность четко видатьструктуру вещества. вдобавок бы приладить физику твердого тела к сексуальнойжизни — и тогда каждый мужчина будет с благодарностью отчитывать фамилиюГейзенберг.
4.Тридцатые годы смело можно нарекать радиоактивными. Во всех смыслах этого слова.Правда, вдобавок в 1920 году Эрнест Резерфорд на заседании/>Британской ассоциации содействияразвитию наук высказал достаточно странную (по тем, конечно, временам)гипотезу. В попытке объяснить, почему позитивно заряженные протоны не убегают впанике приятель от друга, он заявил: помимо позитивно заряженных частиц в ядреатома кушать и некие нейтральные частицы, равные по массе протону. По аналогиис протонами и электронами он предложил нарекать их нейтронами. Ассоциацияпоморщилась и предпочла пренебрегать экстравагантную выходку Резерфорда. Итолько через десять лет, в 1930 году, немцы Боте и Беккер приметили, что приоблучении бериллия или бора альфа-частицами возникает необычное излучение. Вотличие от альфа-частиц неведомые штуковины, вылетающие из реактора, обладалинамного большей проникающей способностью. И вообще параметры у этих частиц былидругие.
Черездва года, 18 января 1932 года, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, предаваясь милымсупружеским забавам, направили излучение Боте-Беккера на более тяжелые атомы. Ивыяснили, что под воздействием лучей Боте-Беккера те становятся радиоактивными.Так />была открыта искусственнаярадиоактивность. А 27 февраля того же года Джеймс Чедвик проверил попыткаЖолио-Кюри. И не просто подтвердил, а выяснил, что виноваты в выбивании ядер изатомов новые, незаряженные частицы с массой чуть больше, чем у протона. Именноих нейтральность позволяла беззапретно вламываться в ядро и дестабилизироватьего. Так Чедвик окончательно открыл нейтрон.
Открытиеэто принесло человечеству много тягот и перемен. К концу 1930-х годов физикидоказали, что под воздействием нейтронов ядра атомов делятся. И что при этомвыделяется вдобавок больше нейтронов. Это привело, с одной стороны, кбомбардировке Хиросимы и Нагасаки, к десятилетиям холодной войны, с иной, кразвитию атомной энергетики, а с третьей — к широкому использованиюрадиоизотопов в самых разнообразных несекретных научных сферах.
5.Развитие квантовой теории не просто позволило ученым разуметь, что происходитвнутри вещества. Следующим шагом стала поползновение повлиять на эти процессы.К чему это привело в случае с нейтроном, описано выше. А 16 декабря 1947 годасотрудники />американской компании АТ&ТВеll Laboratories Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли научились припомощи малых токов заведовать большими токами, протекающими черезполупроводники (Нобелевская премия 1966 года). Так был изобретен транзистор — инструмент,состоящий из двух p-n переходов, направленных навстречу приятель другу. Ток потакому переходу может идти только в одном направлении.
Аесли на переходе поменять полярность, то ток перестает течь. Два же перехода, направленныеприятель к другу, дали просто уникальные возможности для игр с электричеством.Транзистор стал основой для развития всех наук, включая ветеринарию. Он вышибиз электроники лампы, чем резко сократил вес и объем всей аппаратуры (иколичество пыли в наших домах). Открыл дорогу для появления логическихмикросхем, что привело в итоге к появлению в 1971 году микропроцессора исозданию современных компьютеров. Да что там компьютеры — теперь в мире нет ниодного прибора, ни одного автомобиля, ни одной квартиры, в которых неиспользуются транзисторы.
6.Немец Карл Вольдемар Циглер был химиком. Не, реально, это безумно увлекательнаяистория. Значит, был этот самый Карл Вольдемар немцем и химиком. И находилсяпод большим впечатлением от реакции Гриньяра, в которой ученые сильно упростилисинтез органических веществ. И наш Карл пытался понять: а можно ли сделать то />же самое с другими металлами?благовременно, вопрос был не праздный, ведь работал Циглер в Кайзеровскоминституте по изучению угля. А поскольку побочный продукт угольной индустрии — этилен,его утилизация стала проблемой. В 1952 году он изучал распад одного изреагентов — литийалкила на гидрид лития и олефин. И получил ПНД — полиэтиленнизкого давления. Но полностью заполимеризовать этилен не получалось.
Черезпару месяцев в лаборатории Циглера произошел казус. По окончании реакции изколбы вдруг выпал не полимер, а димер (соединение двух молекул этилена) — альфа-бутен.Оказалось, что нерадивый студент просто плохо отмыл реактор от солей никеля. Ихотя эти самые соли остались на стенках в микроскопических количествах, этогохватило, дабы напрочь зарубить основную реакцию. Но вот что любопытно — анализсмеси показал, что соли никеля во время реакции не изменились.
Токушать они выступили катализатором димеризации. Этот умозаключение сулилогромные прибыли — ведь сначала для получения полиэтилена приходилосьприбавлять к этилену намного больше алюмоорганики. вновь же, проблем синтезудобавляли и высокое давление, и большая температура. Плюнув на алюминий, Циглерначал перебирать переходные металлы в поисках идеального катализатора. И нашелв 1953 году мгновенно несколько. Самыми мощными оказались комплексы на основехлоридов титана. Циглер рассказал о своем открытии в итальянской компании“Монтекатини”, и там его катализаторы использовали на другом мономере — пропилене.Побочный продукт переработки нефти, пропилен стоил в десять раз дешевле этилена,да и давал возможность поиграть со структурой полимера. Игры привели кмаленький модификации катализатора, из-за чего Натта получил стереорегулярныйполипропилен. В нем все молекулы пропилена располагались одинаково.
КатализаторыЦиглера-Наттадали химикам ничем не сравнимый контроль над полимеризацией. С ихпомощью, предположим, химики создали искусственный аналог каучука.Металлоорганические катализаторы, которые сделали большинство синтезов проще идешевле, используются практически на всех химических заводах мира. Но главноеместо по-прежнему занимает полимеризация этилена и пропилена. Сам Циглер, несмотряна промышленное применение его работы, ввек считал себя ученым-теоретиком. Астудента, который плохо вымыл реактор, понизили в статусе до лабораторной мыши.
/>7. 12 апреля 1961 года в 9 часов 7минут утра произошло событие, которое, без сомнения, всколыхнуло полный мир. Сословами “Поехали!” со “второй площадки” отправился в космос первый человек.разумеется, это была не первая ракета, облетевшая около Земли, — первыйискусственный спутник стартовал 4 октября 1957 года. Но именно Юрий Гагаринстал реальным воплощением мечты человечества о звездах. Запуск человека вкосмос дословно катализировал научно-техническую революцию. Было установлено, чтов невесомости могут спокойно жить не только бактерии, растения и Белка соСтрелкой, но и человек. А главное, выяснилось, что пространство промежпланетами преодолимо.
/>Человек уже побывал на Луне.теперь готовится экспедиция к Марсу. Аппараты всевозможных космических агентствдословно наводнили Солнечную систему. Они крутятся около Юпитера, Сатурна, бродятпо поясу Койпера, катаются по марсианским пустыням. А число спутников околоЗемли перевалило за несколько тысяч. Это и метеорологические приборы, и научные(в том числе знаменитые орбитальные телескопы), и коммерческие спутники связи.Благодаря последним, благовременно, можно спокойно позвонить в любую точкумира. Сидя в Москве, поболтать в чате с людьми из Сиднея, Кейптауна иНью-Йорка. Пробежаться по нескольким тысячам телевизионных каналов со всегосвета. Или отправить письмо по электронной почте в Антарктиду — тем более, всеравно никто не ответит.
8.26 июля 1978 года в семье Лесли и Гилберта Браунов родилась дочь Луиза.Наблюдавшие за кесаревым сечением гинеколог Патрик Стэптоу и эмбриолог БобЭдвардс чуть не лопались от гордости, ведь это они сделали то, ради чего полныймир занимается сексом — зачали Луизу. М-м-м… не надобно размышлять онеприличном. На самом деле ничего порнографического не произошло. Просто мадамЛесли Браун, мамаша Луизы, страдала от непроходимости маточных труб и, как имногие миллионы женщин на Земле, не могла зачать сама. Пыталась она, благовременно,больше девяти лет — но увы. Все входило, но ничего не выходило. дабы решитьпроблему, Стэптоу и Эдвардc сделали мгновенно несколько научных открытий. Онипридумали, как извлечь из женщины яйцеклетку, не повредив ее, как создать этойсамой яйцеклетке условия для нормальной жизни в пробирке, как надо ееоплодотворять и в какой момент возвращать назад. снова же, не повредив. Иродители, и ученые вскоре убедились, что девочка совершенно нормальна. Вскоре унее таким же способом появилась сестра, а к 2007 году благодаря методикеэкстракорпорального оплодотворения (ЭКО) по всему миру родились примерно двамиллиона детей. Которых бы никогда не было, если бы не опыты Стэптоу иЭдвардса.
Давообще теперь жутко сказать, что творится. Взрослые дамы сами рожают себевнучек, если их дочери неспособны выносить чадо, а жены рожают от погибшихмужей. Многочисленные опыты подтвердили, что “дети из пробирки” ничем неотличаются от зачатых естественным путем, так что с каждым годом методика ЭКОзавоевывает все большую репутация. Гм. Хотя по старинке все-таки намногоприятнее.
9.В 1985 году Роберт Керл, Гарольд Крото, Ричард Смолли и Хит О’Брайен изучалимасс-спектры паров графита, которые образовывались под воздействием лазера натвердый образчик. И обнаружили странные пики, которые соответствовали атомныммассам 720 и 840 единиц. Вскоре стало понятно, что ученые открыли новуювариация углерода, которая получила наименование “фуллерен” — по имени инженераР. Бакминстера Фуллера, чьи конструкции очень походили на открытые молекулы.
Перваяуглеродная вариация известна под названием “футболен”, а вторая — “регбен”, посколькуони вправду похожи на мячи для футбола и регби. теперь фуллерены из-за своихуникальных физических свойств активно используются в самых разных приборах.Однако главное не это — на основе методики 1985 года ученые придумали, каксделать углеродные нанотрубки, скрученные и сшитые слои графита. На данныймомент известны нанотрубки диаметром 5-7 нанометров и длиной до 1 см (!). Несмотря на то что сделаны они только из углерода, такие нанотрубки проявляют самыеразличные физические свойства — от металлических до полупроводниковых.
Наих основе разрабатываются новые материалы для оптоволоконной связи, светодиодыи дисплеи. Нанотрубки используются как капсулы для доставки в нужное местоорганизма биологически активных веществ, а также как нанопипетки. На их основеразработаны сверхчувствительные датчики химических веществ, что уже применяютсядля мониторинга окружающей среды, в военных, медицинских и биотехнологическихцелях. Из них делают транзисторы, нанопровода, топливные элементы. Самаяпоследняя новость в сфере нанотрубок — искусственные мышцы.
Работаученых из Ренселлеровского политехнического института, опубликованная в июле2007 года, показала, что можно создать пучок нанотрубок, который ведет себя какмышечная ткань. Он обладает такой же проводимостью электрического тока, какмышцы, и не изнашивается со временем — искусственная мышца выдержала 500 тысячсжатий на 15% от первоначальной длины, и ее первоначальная форма, механическиеи проводящие свойства не изменились. Это открытие, вероятно, приведет к тому, чтовскоре все инвалиды получат новые руки и ноги, которыми можно будет заведоватьсилой мысли (ведь идея для мышц выглядит, как электрический сигнал“сжиматься-разжиматься”). Жаль, правда, что некоторым людям нельзя приделатьновую башку. Но это наверняка дело ближайшего будущего.
/>10. 5 июля 1996 года родиласьновая эра биотехнологий. Лицом и достойным представителем этой эры сталаобыкновенная овца. Вернее, обыкновенной овца была только с виду — на самом делеради ее появления сотрудники института Рослина (Великобритания) несколько летработали не разгибаясь. Яйцеклетку, из которой позже появилась овечка Долли, выпотрошили,а после вставили в нее клеточное ядро взрослой овцы. после развившийся эмбрионподсадили овце назад в матку и стали дожидаться, что получится. надобно сказать,что Долли была не единственным кандидатом на вакансию “первый клон крупногоживотного в мире” — у нее было 296 конкурентов. Но они все погибли на разныхстадиях эксперимента. А Долли выжила!
Правда,дальнейшая доля бедняжки оказалась незавидной. Концевые участки ДНК — теломеры,которые служат биологическими часами организма, уже отмерили 6 лет, которые онипрожили в теле матери Долли. Поэтому спустя вдобавок 6 лет, 14 февраля 2003года, клонированная овца умерла от навалившихся на нее “старых” заболеваний — артрита,специфического воспаления легких и множества других недугов. Однако появлениеДолли на обложке Nature в феврале 1997 года произвело истинный взрыв — онастала символом могущества науки и власти человека над природой.
Запрошедшие с рождения Долли одиннадцать лет удалось клонировать самых разныхживотных — поросят, собак, породистых быков. Получены даже клоны второгопоколения — клоны от клонов. Правда, пока не удалось до конца решить проблему стеломерами, клонирование человека по всему миру запрещено. Однако исследования продолжаются.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта invhistory.blogspot.com/