Научные открытия кратко. Самые важные научные открытия

Почти уже ушедший 2017 год оказался годом громких открытий - космические агентства стали использовать многоразовые ракеты, пациенты теперь могут бороться с раковыми клетками с помощью собственных кровяных клеток, а группа ученых обнаружила в Южном полушарии потерянный континент под названием Зеландия.

Ниже более подробно описаны эти и другие умопомрачительные открытия и невероятные научные достижения 2017 года.

Зеландия

Интернациональная группа, состоящая из 32 ученых, обнаружила в южной части Тихого океана потерянный континент - Зеландию. Она находится под тихоокеанскими водами, на морском дне, между Новой Зеландией и Новой Каледонией. Зеландия не всегда пребывала под водой, поскольку ученые смогли обнаружить окаменевшие останки растений и сухопутных животных.

Новая форма жизни

Ученым удалось создать в лабораторных условиях нечто, наиболее приближенное к новой форме жизни. Дело в том, что ДНК всех живых существ состоит из естественных пар аминокислот: аденин-тимин и гуанин-цитозин. Из этих азотистых оснований и построена большая часть ДНК. Однако ученым удалость создать неестественную пару оснований, которая вполне комфортно сосуществовала с естественными парами в ДНК кишечной палочки.

Это открытие способно повлиять на дальнейшее развитие медицины и может способствовать более долгому удержанию лекарственных препаратов в организме.

Все золото во вселенной

Ученые узнали, как именно образуется все золото во вселенной (а также платина и серебро). В процессе столкновения двух очень маленьких, но очень тяжелых звезд, расположенных на расстоянии 130 миллионов световых лет от Земли, сформировалось золота на сто октиллионов долларов.

Впервые за всю историю наблюдений за звездами астрономам удалось засвидетельствовать столкновение двух нейтронных звезд. Два массивных космических тела направлялись друг к другу со скоростью, равной трети скорости света, и их столкновение привело к созданию гравитационных волн, ощутимых на Земле.

Секреты великой пирамиды

Ученые по-новому взглянули на Великую пирамиду Гизы и обнаружили там секретный зал. Используя новую технологию сканирования на основе высокоскоростных частиц, ученые обнаружили в глубине пирамиды тайную комнату, о которой раньше никто даже не подозревал. Пока ученые могут только предполагать, для чего было построено это помещение.

Новый метод борьбы с раком

Ученые теперь могут использовать иммунную систему человека, чтобы бороться с некоторыми раковыми клетками. Например, чтобы побороть детскую лейкемию, доктора извлекают клетки крови ребенка, модифицируют их и вводят обратно в организм. Пока этот процесс стоит чрезвычайно дорого, но технология развивается и обладает огромным потенциалом.

Новые показатели с полюсов

Не все открытия 2017 года были положительными. Например, в июле от ледяного покрова Антарктики откололся огромный кусок льда, ставший третьим по величине айсбергом, зарегистрированным за всю историю наблюдений.

Кроме того, ученые утверждают, что Арктика, возможно, уже никогда не вернет себе звание вечно ледяного полюса.

Новые планеты

Ученые НАСА обнаружили еще семь экзопланет, которые теоретически могли бы поддерживать жизнь в той форме, которую мы знаем на Земле.

В соседней звездной системе TRAPPIST-1 было замечено целых семь планет, как минимум шесть из них твердотелые, как и Земля. Все эти планеты находятся в благоприятной для формирования воды и жизни зоне. Что самое замечательное в этом открытии, это близость звездной системы и возможность дальнейшего подробного изучения планет.

Прощание с «Кассини»

В 2017 году автоматическая космическая станция «Кассини», которая изучала Сатурн и его многочисленные спутники на протяжении 13 лет, сгорела в атмосфере планеты. Это было запланированным концом миссии, на который ученые пошли осознанно в попытке избежать столкновения «Кассини» с возможно обитаемыми спутниками Сатурна.

Прямо перед своей гибелью «Кассини» облетела Титан и пролетела сквозь ледяные кольца Сатурна, отправив на Землю уникальные снимки.

МРТ для младенцев

У самых крошечных малышей, находящихся на лечении или обследовании в больнице, появилась собственная магнитно-резонансная томография, безопасная для использования в той же комнате, где находятся младенцы.

Многоразовый ракетный ускоритель

Компания SpaceX изобрела новый ракетный ускоритель, который не падает на Землю после запуска ракеты и который можно использовать несколько раз.

Ускорители являются одной из самых дорогостоящих частей запуска ракеты в космос, и обычно все они оказываются на океанском дне сразу после запуска. Очень дорогое одноразовое приспособление, без которого до орбиты не добраться.

Однако новые тяжелые бустеры компании SpaceX могут быть переоборудованы сравнительно легко и дешево и экономить по 18 миллионов долларов с каждого запуска. За 2017 год компания Илона Маска уже провела около 20 запусков с последующей посадкой бустера.

Новые достижения в генетике

Ученые стали на шаг ближе к возможности редактировать ДНК человека, избавляя его еще до рождения от врожденных дефектов, болезней и генетических аномалий. Генетики из Орегона впервые успешно отредактировали ДНК живого человеческого эмбриона.

Кроме того, компания eGenesis объявила о том, что в скором времени людям можно будет пересаживать крупные жизненно важные органы от доноров-свиней. Компании удалось создать генетический блокиратор вирусов, который не передает человеку вирусы животного.

Прорыв в квантовой телепортации

Возможность телепортации квантовой информации уже давно исследуется учеными. Раньше удавалось телепортировать данные на расстояние в несколько десятков километров.

Впервые в истории квантовой телепортации китайскому ученому удалось передать информацию о фотонах (световых частицах) с Земли в космос с помощь зеркал и лазеров.

Это открытие может кардинально изменить то, как мы передаем информацию по всему миру и транспортируем энергию. Квантовая телепортация может привести к абсолютно новому виду квантовых компьютеров и передачи информации. Интернет скорого будущего может стать быстрее, безопаснее и практически неприступным для хакеров.

Введение 2

Научные открытия 4

космонавтика 5

радиоэлектроника 8

кибернетика 9

медицина 12

ядерная энергетика 14

Заключение 20

Список использованной литературы 21

ВВЕДЕНИЕ

Последняя треть ХХ столетия ознаменовалась бурными событиями в жизни человеческого общества. Глубокие сдвиги в экономических, политических, общественных структурах периодически взрывают устоявшийся, казалось бы, порядок вещей, вызывают бурный, непредсказуемый ход событий. В основе этих движений - научно-технический прогресс, темпы которого все более ускоряются.

Произошла целая серия технологических и фундаментальных открытий в области электроники, радиофизики, оптоэлектроники и лазерной техники, современного материаловедения (“новые материалы”), химии и катализа, создание современных авиации и космонавтики, бурное развитие информационных технологий, поразительные результаты в области микро- и наноэлектроники породили производство наукоемких продуктов, в основе которых лежат наукоемкие технологии, за счет которых происходит экономическое развитие в последние годы. Поэтому научно-технический прогресс в последние десятилетия приобретает ряд новых черт. Новое качество рождается в сфере взаимодействия науки, техники и производства. Одно из проявлений этого - резкое сокращение срока реализации научных открытий: средний период освоения нововведений составил с 1885 по 1919г. 37 лет, с 1920 по 1944г. - 24 года, с 1945 по 1964г. - 14 лет, а для наиболее перспективных открытий (электроника, атомная энергетика, лазеры) - 3-4 года. Произошло, таким образом, сокращение этого периода до продолжительности строительства крупного современного предприятия. Это означает, что появилась фактическая конкуренция научного знания и технического совершенствование производства, стало экономически более выгодным развивать производство на базе новых научных идей, нежели на базе самой современной, но “сегодняшней” техники. В результате изменилось взаимодействие науки с производством: раньше техника и производство развивались в основном путем накопления эмпирического опыта, теперь они стали развиваться на основе науки - в виде наукоемких технологий. Это технологии, в которых способ производства конечного продукта включает в себя многочисленные вспомогательные производства, использующие новейшие технологии. В наукоемких отраслях высоки темпы научно-технического прогресса. Например, в ключевой области современного НТП - микроэлектронике - скорость накопления опыта характеризуется ежегодным удвоением сложности и объема выпуска интегральных схем при 30-процентном снижении издержек и цен. В этих условиях отставание чревато не только потерей позиций в данной отрасли, но и безнадежным отставанием отраслей, где широко применяется электроника - в таких наукоемких отраслях как лазеры, авиастроение, отдельные виды машиностроения и др. Эти технологии используют многочисленные достижения фундаментальных и прикладных наук. Скорость появления новых изобретений и совершенно новых направлений исследований, которые иногда становятся самостоятельными отраслями научного знания способствует увеличению скорости морального износа уже имеющейся техники и технологии. Следующее за этим обесценение постоянного капитала вызывает значительный рост издержек, падение конкурентоспособности. Поэтому у производителей высок интерес к научным знаниям, они заинтересованы в контактах с наукой.

Кроме того наукоемкие технологии не представляют собой изолированные,

обособленные потоки. В целом ряде случаев они связаны и обогащают друг друга. Но для их комплексного использования необходимы фундаментальные разработки, открывающие новые сферы применения новейших процессов, принципов, идей. Чрезвычайно важны также распространение одной и той же научно-технической идеи в другие отрасли, адаптация новых методов и продуктов для других сфер, формирование новых секторов рынка. Требуется вести активный научный поиск, который потребуется вести во многих направлениях, чтобы не пропустить какой-либо способ перспективного применения нововведения. Риск неточного выбора направления разработки чрезвычайно велик. За последние 15-20 лет развитые страны накопили значительный опыт организации инновационной деятельности. Возникли различные формы внедрения научных разработок в производство (ведь сами по себе технологии никому не нужны, если нет их практического использования: технологическая кооперация, межстрановый технологический трансферт, территориальные научно-промышленные комплексы.

НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ

Переход к массовому, непрерывно-поточному производству и комбинирование разнообразных технологических процессов были связаны с автоматизацией промышленного производства. В целом уклад техники с 1900 по 1917 гг. можно охарактеризовать как более высокий этап развития, чем в предыдущий век «пара, угля и железа». Выдающееся техническое завоевание начала XX века – создание управляемых летательных аппаратов легче воздуха (дирижаблей) и тяжелее воздуха (аэропланов).

В области физико-математических наук этого периода определились три основные направления: исследование строения веществ, изучение проблемы энергии и создание новой физической картины мира.

Благодаря открытию радиоактивности и созданию новой модели атома в новом свете предстало значение Периодического закона.

Велики были достижения микробиологии и медицины в выявлении возбудителей заразных болезней и разработки методов эффективной борьбы с ними.

Рассмотрим более подробно открытия в области науки и техники серебряного века.

В начале XX века продолжают развиваться все разделы математики. Русский математик Золотарёв Е.И. заложил основы современной алгебраической теории чисел. Развивались и углублялись классические отделы алгебры. Подробно исследовались возможности сведения решения уравнений высших степеней. Более широкое применение в механике и физике получают вопросы линейной алгебры.

В разработке теории вероятностей видное место принадлежит петербургской математической школе (П.Л. Чебышев, А.М. Ляпунов, А.А. Марков и др.).

Для математических наук этого периода характерна, с одной стороны, тенденция к обобщению проблем, а с другой – неразрывная их связь с важнейшими вопросами теоретической и практической механики, физики, астрономии.

В 1906 году Жуковский Н.Е. совместно с Чаплыгиным С.А. дал точное решение задачи о движении смазочного слоя, имевшее большое практическое значение. С 1903 г. вопросами регулирования машин также занимался Жуковский. Важнейшей задачей динамики в рассматриваемый период было создание теории гироскопических явлений.

Разработка вопросов аэродинамики связана с именами Жуковского и Чаплыгина. В 1910 году Жуковскому и Чаплыгину удалось решить задачу о силах, действующих на крыло бесконечного размаха. Метод, разработанный Чаплыгиным, позволил найти форму профилей крыльев самолетов. Исследования Жуковского о подъемной силе являются основой современной аэродинамики, а теорема о подъемной силе имеет фундаментальное значение для теории крыла.

Первые радиолампы в России были созданы в 1915 г. М.А. Бонч-Бруевичем, работавшим в то время на Тверской приемной радиостанции военного ведомства. Это было началом развития целой отрасли радиоэлектронной промышленности, где в радио- и телевизионных приемниках использовались радио- и электронные лампы.

Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана в 1905 г. А. Эйнштейном (1879 – 1955 гг.).

Построение теории броуновского движения и ее экспериментальное подтверждение французским физиком Ж. Перреном окончательно завершили победу молекулярно-кинетической теории.

Дмитрий Николаевич Зелинский (1861-1953 гг.) совместно с инженером А. Куматовым (1916 г.) создал противогаз. Также он является русским химиком – органиком, академиком. Зелинский – один из основоположников учения об органическом катализе. Он занимался вопросами химии нефти. Также он синтезировал ряд аминокислот и многих других органических веществ. Зелинский изучал процессы гидролиза белковых тел.

Русский химик, академик Курнаков разработал физико-химический анализ растворов и сплавов металлов. Для анализа состава сплавов он создал новые приборы и новые методы.

Наука вторглась в святая святых природы, срывала «последние» покровы с тайн.

Ковалевскому А.О. принадлежит фундаментальное открытие в области эмбриологии. Он установил, что в процессе эмбрионального развития всех многоклеточных животных наблюдаются общие черты, которые свидетельствуют о единстве их происхождения.

И.П. Павлов занимался изучением физиологии кровообращения, пищеварения и мозга. Создавая научные основы управления процессами физиологическо-психической жизни животных, Иван Петрович надеялся, что в будущем это даст разумную возможность каждому человеку и всему человечеству правильного и здорового поведения, понимания единства физиологических и психологических процессов.

И.П. Павлову и И.И. Мечникову в начале XX века были вручены Нобелевские премии.

Ведущую роль в развитии физиологии продолжало играть учение И.М. Сеченова (1829-1905 гг.). Он развил материалистическую трактовку явлений природы, сформулировал положение о зависимости всех функций организма от окружающей среды и распространил детерминизм (учение о зависимости каждого явления от материальных причин) на понимание высших функций нервной системы. Сеченов создал научную основу психологии и изучения нервной системы в духе эволюционной теории Дарвина.

А теперь об этих и других открытиях XX века подробнее.

1. КОСМОНАВТИКА

Наш замечательный соотечественник К. Э. Циолковский еще в начале ХХ века утверждал: «Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели… Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». Сейчас мы являемся свидетелями того, как сбываются пророческие слова.

Двадцатый век навсегда войдет в историю человечества, как век освоения космического пространства. Еще в начале века русский ученый К. Э. Циолковский впервые теоретически обосновал возможность исследования космоса с помощью

ракет. Позже он написал: «Я буду рад, если моя работа побудит других к дальнейшему труду».

Важнейшим этапом, характеризующимся созданием основ теории межпланетных сообщений, явилась подготовленная К. Э. Циолковским к печати в начале 1903 г. первая часть работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Вторую часть своего труда ученый смог опубликовать лишь в 1911-1912 гг. В этом фундаментальном труде

К. Э. Циолковский установил законы движения ракеты как тела переменной массы, определил коэффициент полезного действия ракеты, исследовал влияние силы сопротивления воздуха на ее движение. К. Э. Циолковский отметил преимущества ракетных двигателей при больших скоростях движения, дал схему межпланетной ракеты, указав при этом на выгодность применения жидкого топлива. Считая ракету единственным практически приемлемым способом осуществления полетов в космос,

К. Э. Циолковский развил идею устройства составной многоступенчатой ракеты. Своими работами К. Э. Циолковский во многом определил рациональные пути развития космонавтики и ракетостроения.

Важную роль в развитии отечественной ракетной техники сыграла и группа изучения реактивного движения. В ней объединились многие энтузиасты ракетного дела: Ф. А. Цандер, аэродинамик В. П. Ветичкин, талантливые инженеры С. П. Королев, М. К. Тихонравов и др. Работой группы руководил технический совет под председательством С. П. Королева.

Начало проникновения человека в космос было положено 4 октября 1957 года. В этот памятный день вышел на орбиту запущенный в СССР первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Он весил 86,3 кг. Прорвавшись сквозь земную атмосферу, первая космическая ласточка вынесла в околоземное пространство научные приборы и радиопередатчики. Они передали на Землю первую научную информацию о космическом пространстве, окружающем Землю.

Полет первого спутника позволил получить ценнейшие сведения. Тщательно изучив постепенное изменение орбиты за счет торможения в атмосфере, ученые смогли рассчитать плотность атмосферы на всех высотах, где пролетел спутник, и по этим данным более точным предусмотреть изменение орбит последующих спутников.

Определение точной траектории искусственных спутников позволило провести ряд геофизических исследований, уточнить форму Земли, точнее изучить ее сплюснутость, что дает возможность составлять более точные географические карты.

Позже 3 ноября 1957 г был выведен второй, а затем и третий советский спутник на более вытянутую орбиту.

2 января 1959 г. умчалась в сторону Луны и вышла на околосолнечную орбиту советская космическая ракета «Луна-1». Она стала спут­ником Солнца. На Западе ее назвали лунни­ком. Запуском ее была прослежена вся толща околоземного космического пространства.

Сведения, полученные в этом полете, существенно дополнили наши сведения об одном из важнейших открытий первых лет космической эры - открытии околоземных поясов радиации. Кроме различных измерении, на про­тяжении 500 тыс. км полета велись наблюдения газового состава межпланетной среды, наблюдения

метеоритов, космических лучей и др.

Не менее изумительным был полет второй советской космической ракеты «Луна-2», запушенной 12 сентября 1959 г. Приборный контейнер этой ракеты 14 сентября в 00 часов 02 минуты 24 секунды коснулся поверхности Луны! Впервые за всю историю аппарат, созданный руками человека, достиг другого небесного тела и доставил на безжизненную планету памятник великому подвигу советского народа- вымпел с изображением Герба СССР. Луна-2 установила, что у Луны нет магнитного поля и поясов радиации в пределах точности приборов. Позже еще была запущена третья космическая ракета «Луна-3». Установленная в ней аппаратура сфотографировала и передала на Землю изображение не видимой нами обратной стороны Луны.

Этот блестящий научный эксперимент интересен не только беспримерным фактом получения первой фотографии, сделанной в космосе, и передачи ее на Землю, но и осуществлением чрезвычайно интересной и сложной орбиты.

Фотографирование обратной стороны Луны представляет собой первый активный шаг в практике «внеземной» астрономии. Впервые изучение другого небесного тела велось не наблюдением с Земли, а непосредственно из космического пространства вблизи этого тела.

Прочно овладев техникой запуска автоматических аппаратов, советские ученые приступили к созданию космического корабля для по­летов человека.

Десятки неразрешенных вопросов стояли перед наукой. Надо было создать во много раз более мощные ракеты-носители для выве­дения па орбиту космических кораблей, в несколько раз более тяжелых, чем самые тяжелые искусственные спутники, запущенные ранее. Нужно было сконструировать и построить летательные аппараты, не только пол­ностью обеспечивающие безопасность космо­навта на всех этапах полета, но и создающие необходимые условия для его жизни и работы. Необходимо было разработать целый комплекс специальной тренировки, который позволил бы организму будущих космонавтов заранее при­способиться к существованию в условиях пере­грузок и невесомости. Надо было разрешить счет, мною и других вопросов.

Несмотря на всю сложность этой грандиозной проблемы, советская наука и техника бле­стяще справились с ее решением.

После ряда пробных запусков, когда места в кабине спутника занимали различные живые существа - от грибков и бактерий до извест­ных всему миру Белки и Стрелки,- конструк­ция космического корабля со всеми его слож­ными системами выведения на орбиту, стабили­зации полета и обратного спуска на Землю была полностью отработана.

После многочисленных земных и космических экспериментов наступило 12 апреля 1961 года. В этот день Юрий Алексеевич Гагарин на космическом корабле «Восток» первым в истории человечества совершил космический полет вокруг нашей планеты - полет, о котором мечтало все человечество. Этот день вошел в историю человечества как начало новой эры – эры полетов человека в космос. Полет Ю. А. Гагарина показал практическую возможность полетов человека в космос

Он стал вторым эпохальным событием в освоении космоса. Полет показал принципиальную возможность безопасного пребывания и работы человека в космическом пространстве.

«Марс-1». Ее ор­бита была самой протяженной по сравнению с орбитами всех предыдущих полетов косми­ческих аппаратов. Вытянувшись по эллипсу от Земли, она коснулась орбиты Марса. Семь с половиной месяцев длился полет только до встречи с Марсом: 500 млн. км прошел за это время «Марс-1».На значительных расстояниях от Земли сократилось число регистрируемых микроме­теоров. Они, по-видимому, концентрируют­ся вблизи Земли, до 40 тыс. км от ее по­верхности.

2. РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Начало развития радиотелефонии положено А.С. Поповым. В 1898 г. им был сконструирован радиоприёмник, в котором радиосигналы принимались на телефон. Это открытие создало возможность широкого применения радио в военном деле.

Начал Попов с воспроизведения опытов Герца, он затем использовал более надежный и чувствительный способ регистрации электромагнитных волн.

В качестве детали, непосредственно “чувствующей” электромагнитные волны, А.С. Попов применил когерер (от лат. - “когеренция” - “сцепление”). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает (в опытах А.С. Попова со 100000 до 1000 - 500 Ом, то есть в 100-200 раз). Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А.С. Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала.

Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал “легкую встряску”, сцепление между металлическими опилками ослабевало, и они были готовы принять следующий сигнал.

Чтобы повысить чувствительность аппарата, А.С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.

Хотя современные радиоприемники очень мало напоминают приемник

А.С. Попова, основные принципы их действия те же, что и в его приборе. Современный приемник также имеет антенну, в которой приходящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Как и в приемнике А. С. Попова, энергия этих колебаний не используется непосредственно для приема. Слабые сигналы лишь управляют источниками энергии, питающими последующие цепи. Сейчас такое управление осуществляется с помощью полупроводниковых приборов.

7мая 1895г. на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге А. С.Попов продемонстрировал действие своего прибора, явившегося, по сути дела, первым в мире радиоприемником. День 7 мая стал днем рождения радио. Ныне он ежегодно отмечается в нашей стране.

А. С. Попов продолжал настойчиво совершенствовать приемную аппаратуру. Он ставил своей непосредственной задачей построить прибор для передачи сигналов на большие расстояния.

Вначале радиосвязь была установлена на расстоянии 250 м. Неустанно работая над своим изобретением, Попов вскоре добился дальности связи более 600 м. Затем на маневрах Черноморского флота в 1899г. ученый установил радиосвязь на расстоянии свыше 20км, а в 1901г. дальность радиосвязи была уже 150км. Важную роль в этом сыграла новая конструкция передатчика. Искровой промежуток был размещен в колебательном контуре, индуктивно связанном с передающей антенной и настроенном с ней в резонанс.. Существенно изменились и способы регистрации сигнала. Параллельно звонку был включен телеграфный аппарат, позволивший вести автоматическую запись сигналов. В 1899г. была обнаружена возможность приема сигналов с помощью телефона. В начале 1900г. радиосвязь была успешно использована во время спасательных работ в Финляндском заливе. При участии А. С. Попова началось внедрение радиосвязи на флоте и в армии России.

Продолжая опыты и совершенствуя приборы, А. С. Попов медленно, но уверенно увеличивал дальность действия радиосвязи. Через 5 лет после постройки первого приемника начала действовать регулярная линия беспроволочной связи на расстоянии 40 км. благодаря радиограмме, переданной по этой линии зимой 1900г. , ледокол “Ермак” снял со льдины

рыбаков, которых шторм унес в море. Радио, начавшее свою практическую историю спасением людей, стало новым прогрессивным видом связи XX в.

За границей усовершенствование подобных приборов проводилось фирмой, организованной итальянским инженером Г. Маркони. Опыты, поставленные в широком масштабе, позволили осуществить радиотелеграфную передачу через Атлантический океан.

Первая в мире практическая линия радиосвязи была установлена также А.С. Поповым в начале 1900 г. между островом Гогланд и портом Котка на расстоянии около 46 км.

В 1908 г. русские ученные М.В. Шулейкин, А.А. Петров, М.Н. Циклинский, В.П. Вологдин, И.Г. Фрейман и др. создали в Петербурге Радиотелеграфное депо морского ведомства, вокруг которого группировались научные работники и инженеры, которое в дальнейшем послужило основой для создания и развития радиопромышленности в России.

3. КИБЕРНЕТИКА

Развитие кибернетики как науки было подготовлено многочисленными работами ученых в области математики, механики, автоматического управления, вычислительной техники, физиологии высшей нервной деятельности.

Основы теории автоматического регулирования и теории устойчивости систем регулирования содержались в трудах выдающегося русского математика и механика Ивана Алексеевича Вышнеградского (1831-1895 гг.), обобщившего опыт эксплуатации и разработавшего теорию и методы расчета автоматических регуляторов паровых машин.

Общие задачи устойчивости движения, являющиеся фундаментом современ-

ной теории автоматического управления, были решены одним из крупнейших математиков своего времени Александром Михайловичем Ляпуновым (1857-1918 гг.), многочисленные труды которого сыграли огромную роль в разработке теоретических вопросов технической кибернетики.

Работы по теории колебаний, выполненные коллективом ученых под руководством известного советского физика и математика Александра Александровича Андронова (1901-1952 гг.), послужили основой для решения впоследствии ряда нелинейных задач теории автоматического регулирования. А. А. Андронов ввел в теорию автоматического управления понятия и методы фазового пространства, сыгравшие важную роль в решении задач оптимального управления.

Исследование процессов управления в живых организмах связывается прежде всего с именами великих русских физиологов - Ивана Михайловича Сеченова (1829-1905 гг.) и Ивана Петровича Павлова (1849-1936 гг.). И. М. Сеченов еще во второй половине прошлого столетия заложил основы рефлекторной теории и выска­зал весьма смелое для своего времени положение, что мысль о машинности мозга - клад для физиолога, коренным образом проти­воречащее господствовавшей тогда доктрине о духовном начале человеческого мышления и психики.

Блестящие работы И. П. Павлова обогатили физиологию выс­шей нервной деятельности учением об условных рефлексах и фор­мулировкой принципа обратной афферентации, являющегося ана­логом принципа обратной связи в теории автоматического регули­рования. Труды И. П. Павлова стали основой и отправным пунк­том для ряда исследований в области кибернетики, и биологиче­ской кибернетики в частности.

Материальной базой реализации управления с использованием методов кибернетики является электронная вычислительная тех­ника. При этом «кибернетическая эра» вычислительной техники характеризуется появлением машин с «внутренним программиро­ванием» и «памятью», т. е. таких машин, которые в отличие от ло­гарифмической линейки, арифмометров и простых клавишных машин могут работать автономно, без участия человека, после того как человек разработал и ввел в их память программу решения сколь угодно сложной задачи. Это позволяет машине реализовать скорости вычислений, определяемые их организацией, элементами и схемами, не ожидая подсказки «что дальше делать» со стороны человека-оператора, не способного выполнять отдельные функции чаще одного-двух раз в секунду. Именно это и позволило достичь в настоящее время быстродействия ЭВМ, характеризующегося сотнями тысяч, миллионами, а в уникальных образцах - сотням миллионов арифметических операций в секунду.

К наиболее ранним и близким прообразам современных цифровых ЭВМ относится «аналитическая машина» английского математика Чарльза Беббиджа (1792-1871 гг.). В первой половине XIX века он разработал проект машины для автоматического решения задач, в котором гениально предвосхитил идею современны кибернетических машин. Машина Беббиджа содержала арифметическое устройство («мельницу») и память для хранения чисел («склад»), т. е. основные элементы современных ЭВМ.

Большой вклад в развитие кибернетики и вычислительной техники сделан английским математиком Аланом Тьюрингом (1912-1954 гг.). Выдающийся специалист по теории вероятностей и математической логике, Тьюринг известен как создатель теории универсальных автоматов и абстрактной схемы автомата, принципиально пригодного для реализации любого алгоритма. Этот автомат с бесконечной памятью получил широкую известность как «машина Тьюринга» (1936 г.). После второй мировой войны Тьюринг разработал первую английскую ЭВМ, занимался вопросами программирования и обучения машин, а в последние годы жизни - математическими вопросами биологии.

Исключительное значение для развития кибернетики имели работы американского ученого (венгра по национальности) Джона фон Неймана (1903-1957 гг.) - одного из самых выдающихся и разносторонних ученых нашего века. Он внес фундаментальный вклад в область теории множеств, функционального анализа, квантовой механики, статистической физики, математической логики теории автоматов, вычислительной техники. Благодаря ему получили развитие новые идеи в области этих научных направлений. Д. фон Нейман в середине 40-х годов разработал первую цифровую ЭВМ в США. Он - создатель новой математической науки - теории игр, непосредственно связанной с теоретической кибернетикой. Им разработаны пути построения сколь угодно надежных систем из ненадежных элементов и доказана теорема о способности достаточно сложных автоматов к самовоспроизведению и к синтезу более сложных автоматов.

Важнейшие для кибернетики проблемы измерения количества информации разработаны американским инженером и математиком Клодом Шенноном, опубликовавшим в 1948 г. классический труд «Теория передачи электрических сигналов при наличии помех» в котором заложены основные идеи существенного раздела кибернетики - теории информации.

Ряд идей, нашедших отражение в кибернетике, связан с именем советского математика академика А. Н. Колмогорова. Первые в мире работы в области линейного программирования (1939 г.) принадлежат академику Л. В. Канторовичу.

Необходимо отметить и труды А. А. Богданова (1873-1928 гг.) в этой области. Всем известна острая критика, которой В. И. Ленин подверг А. А. Богданова за его путаные философские построения. Но Богданов был также автором ряда работ по политической эко­номии и большой монографии «Всеобщая организационная наука (тектология)». Эта работа, опубликованная впервые в 1912-1913 гг., а затем изданная в виде трехтомника в 1925-1929 гг., содержит ряд оригинальных идей, предвосхищающих многие положения сов­ременной кибернетики.

Появление в 1948 г. работы Н. Винера было представлено на Западе некоторыми журналистами как сенсация. О кибернетике, вопреки мнению самого Винера, писали как о новой универсальной науке, якобы способной заменить философию, объясняющую про­цессы развития в природе и обществе. Все это наряду с недостаточ­ной осведомленностью отечественных философов с первоисточни­ками из области теории кибернетики привело к необоснованному отрицанию ее в нашей стране как самостоятельной науки.

Однако уже в середине 50-х годов положение изменилось. В 1958 г. в русском переводе выходит первая книга Н. Винера, а в 1959 г.- книга «Введение в кибернетику» английского биолога У. Р. Эшби, написанная им в 1958 г. Эта, а также другие работы Эшби, в частности его монография «Конструкция мозга» (1952 г.) принесли ученому широкое признание в области кибернетики, и биологической кибернетики в частности.

Интенсивное развитие кибернетики в нашей стране связано с деятельностью таких крупных ученых, как академик А. И. Берг (1893-1979 гг.) - выдающийся ученый, организатор и бессмен­ный руководитель Научного совета по кибернетике АН СССР; академик В. М. Глушков (1923-1982 гг.) - математик и автор ряда работ по кибернетике, теории конечных автоматов, теорети­ческим и практическим проблемам автоматизированных систем управления; академик В. А. Котельников, разработавший ряд важ­нейших проблем теории информации; академик С. А. Лебедев (1902-1974 гг.), под руководством которого был создан ряд быстро­действующих ЭВМ; член-корреспондент АН СССР А. А. Ляпу­нов (1911-1973 гг.)-талантливый математик, сделавший очень много для распространения идей кибернетики в нашей стране; академик А. А. Харкевич (1904-1965 гг.) - выдающийся ученый в области теории информации, и многих других. Большой вклад в развитие экономической кибернетики внесли академики Н. П. Федоренко и А. Г. Аганбегян. Первые работы по сельскохозяйствен­ной кибернетике выполнены М. Е. Браславцем, Р. Г. Кравченко, И. Г. Поповым. Поэтому не случайно, что признавая конкретные достижения отдельных русских и советских ученых в области ки­бернетики, некоторые зарубежные исследователи по праву назы­вают второй родиной этой науки Советский Союз.

4. МЕДИЦИНА

Уже давно прошло время, когда врач был вынужден лишь по внешним признакам разгадывать болезнь, надеясь только на свои органы чувств. К этому наука прибавила теперь многое.

При помощи удивительных приборов и аппаратов, различными методами химического и физического анализа врач может проникнуть не только в тайны деятельности того или иного органа и системы в здоровом и больном организме, но и разгадать, как живет и действует клетка, какие процессы совершаются в ней на молекулярном уровне. Благодаря новым лекарственным средствам он может настигнуть микроба в любой часу организма, уничтожить самую мельчайшую форму жизни – вирус. Врач может регулировать обмен веществ в организме, повышать сопротивляемость своего пациента в борьбе с болезнями и даже существенно влиять на функции мозга.

Благодаря тому, что современная медицина опирается в своем развитии на другие отрасли естествознания и, в частности, на биологию, физиологию, биохимию, генетику, физику, электронику и инженерное дело, она с каждым годом делается все могущественнее и постепенно обретает полную власть над человеческим организмом.

В этом содружестве медицины с другими отраслями знания и состоит важнейшая сторона современного этапа ее развития. Медицинская наука так разрослась, она настолько раздвинула свои возможности, что теперь ни одна отрасль промышленности, сельского хозяйства, строительства, транспорта, связи, космических исследований, воспитания детей и многое другое не может обходиться без ее советов и непосредственного участия.

У хирургии сердца своя большая история, в которую вплетены имена выдающихся врачей разных стран - Норвегии, ГДР, ФРГ, СССР, Англии, Италии, Франции, Швеции, Дании и других.

Хирургия сердца обязана многими своими успехами советским ученым. На -

зовем имена академика А. Н. Бакулева, профессоров А. А. Вишневского, П. А. Куприянова, Б. В. Петровского, Е. Н. Мещалкина, достигших значительных успехов в этой области.

А. Н. Бакулев еще в 1948 году, когда операции на сердце только начинались, впервые в СССР произвел хирургическое вмешательство при врожденном пороке сердца, а потом и при пороке клапанов сердца. Он внедрил в широкую практику операции на сердце и явился создателем Института по хирургии сердца и сосудов - одного из крупнейших учреждений подобного типа в мире.

А. А. Вишневский сумел настолько разработать технику местного обезболивания, что провел, используя этот метод, операцию на сердце. Еще в 1957 году он впервые в СССР сделал операцию с помощью аппарата "искусственное сердце и легкие", созданного советскими инженерами. Им и его учеником Донецким разработан метод соединения сосудов при операции на сердце с помощью специальных колец с кривыми шипами, что дает возможность быстро сшивать сосуды без игл и нитей.

Хирургу Е. Н. Мешалкину впервые удалось произвести разработанную по предложению академика А. Н. Бакулева в Институте хирургии доктором Н. К. Галанкиным операцию соединения верхней полой вены с легочной артерией, что применяется при тяжелом врожденном пороке сердца у детей, так называемой "синей" болезни. Хотя эта операция не устраняет полностью порока, но улучшает кровообращение, дает возможность крови обогащаться кислородом в легких (что затруднено при этом заболевании) и тем значительно облегчает состояние ребенка, который начинает более или менее нормально развиваться.

Б. В. Петровский прославился на весь мир операциями по поводу аневризмы сердца. Аневризма представляет собой мешкообразное выпячивание (или расширение) стенки артерии или сердца, возникающее в одних случаях из-за повреждения, в других - при размягчении участка стенки сосуда или сердца. У больного, которого оперировал Б. В. Петровский, в прошлом был инфаркт миокарда. На месте бывшего инфаркта стенка сердца с течением времени стала податливой и под давлением крови в конце концов выпятилась. Такая аневризма может в любое время разорваться, что неминуемо приводит к мгновенной смерти. Вот почему эти мешки, заполненные кровью, следует по возможности оперировать. На сердце такого еще не делал никто. Петровский вырезал мешетчатое расширение и зашил это место с помощью аппарата.

П. А. Куприянов был одним из первых, кто вскоре после окончания второй мировой войны стал заниматься хирургией сердца. Он впервые применил охлаждение организма при операциях на сердце.

Из англичан следует упомянуть Суттара, который много лет назад, в 1925 году, сделал попытку оперировать клапан сердца. Профессора Дрю, У. Клилапд, Д. Мелроуз - ведущие в этой стране специалисты в хирургии сердца. В ФРГ- большие специалисты профессора Ценкер в Мюнхене и Е. Дерра в Дюссельдорфе, в ГДР - профессор М. Гербст.

Во всем мире широко известны имена выдающихся сердечных хирургов итальянцев П. Вальдони и А. Доглиотти, французов Д"Аллена и Ч. Дюбоста, шведов Е. Краффорда и В. Бьёрка, датчанина Е. Хусфельда и многих других. Все они внесли неоценимый вклад в развитие науки - хирургии сердца, и все они - русские, французы, англичане, итальянцы, шведы, датчане, немцы и другие - все они герои медицины.

Но все эти хирурги знают, как они далеки, несмотря на достигнутые результаты, от окончательного разрешения проблемы хирургии сердца и как много еще предстоит поработать, чтобы излечивать любые болезни сердца или заменять его. Но они - оптимисты, они верят в конечный успех. Они учат своих помощников, растят новых специалистов, которые понесут вперед знамя науки и разовьют успех учителей.

В середине XX века шведскими учеными был изобретен электрический стимулятор сердца, который мог поддерживать жизнь умирающему сердцу.

В этом маленьком аппарате было расположено в ряд несколько батарей с долгим сроком службы. Такой набор батарей обеспечивает работу по меньшей мере в течение трех лет. А что потом, по истечении этих трех лет? Это не трудная проблема, так как аппарат пришивается под кожей и необходимо лишь небольшое вмешательство, чтобы извлечь стимулятор из его ложа и заменить новым, который будет работать столько же, а возможно и дольше, так как за это время электротехника, несомненно, сделает успехи.

Первая операция по внедрению электростимулятора под кожу больного была проведена в декабре 1961 года.

5.ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

В истории человечества не было научного события, более выдающегося по своим последствиям, чем открытие деления ядер урана и овладения ядерной энергией. Человек получил в свое распоряжение огромную, ни с чем не сравнимую силу, новый могучий источник энергии, заложенный в ядрах атомов.

История атомного века началась, конечно, раньше августа 1945 г. когда весть о трагедии Хиросимы потрясла мир. В развитие ядерной физики, овладение тайнами ядерной энергии внесли свой вклад такие учёные, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Макс Планк, Эрнест Резерфорд и другие, заложившие прочный фундамент науки об атомах. Целая плеяда выдающихся ученых из разных стран мира создала стройное учение об атоме. Если расположить в хронологическом порядке все важнейшие открытия и работы, приведшие к расщеплению ядра атома, то история овладения ядерной энергией будет выглядеть следующим образом.

В 1896 г. А. Беккерель открыл, что урановая руда испускает невидимые лучи, обладающие большой проникающей способностью. Позднее это явление было названо радиоактивностью.

В 1898 г. М. Склодовская и П. Кюри выделили несколько сотых грамм нового вещества - элемента, который излучал - частицы. Они назвали его полонием. В декабре этого же года они открыли новый элемент - радий

В 1911 г. Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома. Он доказал, что почти вся масса атома сосредоточена в его ядре.

В 1913 г. Н. Бор создал модель атома водорода и теорию строения атома. С

этого времени началось быстрое развитие квантовой теории фактическое рождение атомной физики.

В 1932 г. Дж. Чедвик обнаружил не имеющую электрического заряда нейтральную ядерную частицу - нейтрон, сыгравший впоследствии роль ключа к большой ядерной энергетике.

В 1932 г. Д. Д. Иваненко предложил гипотезу строения атомного ядра из протонов и нейтронов.

В 1933 г. И. и Ф. Жолио - Кюри открыли новый вид радиоактивности искусственную радиоактивность. Это сыграло исключительную роль в издании новых радиоактивных элементов.

В 1934 г. Э. Ферми обнаружил, что при бомбардировке урана нейтронами образуются радиоактивные элементы. Итальянские исследователи приняли их за элементы более тяжелые, чем уран, и назвали трансура­новыми.

В 1934 г. С. И. Вавилов и П. А. Черенков открыли одно из фундамен­тальных физических явлений - свечение жидкости при движении в ней электронов со скоростью, превышающей фазовую.

В 1935 г. И. В. Курчатов с группой сотрудников открыли явление ядерной изомерии искусственных радиоактивных атомных ядер и разра­ботали теорию этого явления.

В 1936 г. Я. И. Френкель предложил капельную модель ядра и ввел термодинамические понятия в ядерную физику, выдвинул первую теорию ядерного деления.

В 1938 г. О. Ган и Ф. Штрассман, повторяя опыты Ферми, обнаружи­ли, что в облученном нейтронами уране появляются элементы, стоящие в середине периодической системы элементов Менделеева и что при попа­дании нейтрона в ядро урана ядро разваливается - делится па два мень­ших ядра.

В 1939 г. Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович теоретически показали возможность осуществления цепной реакции деления ядер урана-235. Ока­залось, что энергия, выделяющаяся при расщеплении 1 кг урана, равна той, которая получается при сжигании 2 500 000 кг самого лучшего камен­ного угля.

В 1940 г. Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли спонтанное деление ядер урана, т. е. доказали, что ядра урана могут самопроизвольно распа­даться.

В 1940 г. Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович предложили расчет цепной реакции деления ядер урана, установив, таким образом, принципиальную возможность ее осуществления. В статье «Кинетика цепного распада ура­на» (Экспериментальная и теоретическая физика, 1940, т. 10) они писали: «. . . смешивая уран с веществами, обладающими малым сечением захвата (например с тяжелой водой), либо обогащая уран изотопом U, которому приписывается распад под действием медленных нейтронов, окажется возможным создание условий цепного распада урана посредством раз­ветвляющихся цепей, при котором сколь угодно слабое облучение нейт­ронами приведет к мощному развитию ядерной реакции. . . ». И далее «. . . мо­лярная теплота ядерной реакции деления урана в 5-Ю 7 раз превышает теплотворную способность угля. . . ». Проблемы ядерной физики давно за­нимали умы советских ученых. Еще в 1920 г. в стране была создана так называемая Атомная комиссия. В 1932 г. в Ленинградском физико-техни­ческом институте была образована специальная группа по ядру. Руково­дителем группы стал А. Ф. Иоффе, его заместителем - И. В. Курчатов.

В сентябре 1937 г. в Москве состоялась Вторая всесоюзная конфе­ренция по атомному ядру, затем последовали совещания в 1938, 1939 и в 1940 гг. Непременным организатором и участником этих совещаний был И. В. Курчатов. На совещании по атомному ядру в ноябре 1940 г. Курча­тов обсуждал конкретные пути осуществления цепной ядерной реакции, опираясь, в частности, на теоретические расчеты Ю. Б. Харитона и Я. Б. Зельдовича. Речь шла о создании уранового котла.

Начиная с 1935 г. советские ученые смогли приступить к научно-исследовательской работе в области ядерной физики на крупных физиче­ских установках. Так, в 1935 г. в Ленинграде был пущен в эксплуатацию первый на европейском континенте электромагнитный резонансный уско­ритель заряженных частиц - циклотрон на энергию 6 млн. электрон-вольт. В электромагнитных полях циклотрона искусственно увеличивается ско­рость движения частиц (электронов, протонов и др.) и соответственно возрастает их кинетическая энергия. Различают циклические ускорители, в которых частицы движутся по траектории, близкой к окружности - циклотроны, синхротроны, фазотроны, и линейные ускорители, в которых движение частиц осуществляется по траекториям, близким к прямой ли­нии. Затем по инициативе И. В. Курчатова началось проектирование, а потом и сооружение более крупного циклотрона на 12 МэВ. Но закон­чить его не удалось, введен в действие он был уже после Великой Оте­чественной войны.

Перечень научных открытий в области ядерной физики можно было бы продолжить и дальше, но все это можно найти в других научных и научно-популярных книгах. Здесь же хочется подчеркнуть, что период с 1932 по 1940 г. был очень плодотворным для советских физиков. Работы И. В. Курчатова, Я. И. Френкеля, Ю. Б. Харитона, Я. Б. Зельдовича, Д. Д. Иваненко, Г. Н. Флерова, К. А. Петржака, о которых говорилось выше, а также А. И. Алиханова. А. И. Алиханяна, Л. А. Арцимовича, Д. В. Скобельцына, В. Г. Хлопина, Л. В. Мысовского, а также работы Н. Н. Семенова по исследованию механизма химических реакций и теории разветвленных цепных химических реакций и многих других отечественных ученых приблизили практическое осуществление цепной реакции деления ядер урана. В этот период советские ученые опублико­вали более 100 работ по ядерной физике. Коллективы институтов в Ленин­граде, Москве, Харькове, Свердловске выполнили много интересных работ, приоткрывших тайну цепной реакции деления ядер атомов.

В Советском Союзе все работы, связанные с расщеплением атомного ядра, были прерваны с началом войны и вновь возобновились лишь в се­редине 1943 г. , но уже в декабре 1946 г. в Москве на территории Инсти­тута атомной энергии (носящего сейчас имя его основателя И. В. Курча­това) был введен в действие первый в Европе и Азии исследовательский ядерный реактор. В августе 1949 г. было проведено испытание атомной бомбы, а в августе 1953 г. - водородной. Советские ученые овладели тай­нами ядерной энергии, лишив США монополии на ядерное оружие.

Но создавая ядерное оружие, советские специалисты думали об исполь­зовании ядерной энергии в интересах народного хозяйства, промышлен­ности, науки, медицины и других областей человеческой деятельности. В декабре 1946 г. в СССР был пущен первый в Европе ядерный реактор. В июне 1954 г. вошла в строй первая в мире атомная электростанция в подмосковном городе Обнинске. В 1959 г. спущен на воду первый в мире атомный ледокол «Ленин». Таким образом, ядерная физика создала научную основу атомной тех­нике, а атомная техника в свою очередь явилась фундаментом ядерной энергетики, которая, опираясь на ядерную науку и технику, стала в на­стоящее время развитой отраслью электроэнергетического производства.

Исторические решения XXVI съезда КПСС определили пути развития народного хозяйства страны на ближайшие годы и на дальнюю перспек­тиву. Был также намечен ход развития ядерной науки и техники, в том числе ядерной энергетики как вполне определившейся самостоятельной отрасли электроэнергетического производства.

Ядерная энергетика - очень молодая отрасль науки и техники. Первая в мире атомная электростанция (АЭС) в г. Обнинске Калужской области вошла в строй всего четверть века назад: 27 июня 1954 г. она выдала электрическую энергию в Московскую энергосеть. За это время ядерная энергетика выросла, возмужала и вышла на широкую дорогу промышлен­ного производства электрической энергии во многих странах мира - Со­ветском Союзе, США, Англии, Франции, Канаде, Италии, ФРГ, Японии, Швеции, Чехословакии, ГДР, Болгарии, Швейцарии, Испании, Индии, Пакистане, Аргентине и др. |На январь 1981 г. во всем мире введено бо­лее 250 атомных электростанций (блоков) установленной мощностью около 140 млн. кВт. Ни одна отрасль техники не развивалась так быстро, как ядерная энергетика. Обычным электростанциям понадобилось 100 лет, чтобы достичь такого уровня инженерной техники и эксплуатации, какого достигла уже к 1975 г. ядерная энергетика.

Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев открыл так называемый периодический закон химических элементов, согласно которому все химические элементы определённым образом связаны между собой. Это было величайшее открытие одного из основных законов естествознания.

Мысль о химическом сродстве элементов, которая пришла еще в годы студенчества, опять волновала его. Он был абсолютно твердо убежден, что непременно должен существовать некий закон - властный, неумолимый, который и определяет это сродство или различие элементов, населяющих мир.

Сколько до него было попыток - наивных, надуманных - найти этот закон, повинуясь ему, расставить все элементы по стройной системе... В то время химики открыли и «обмерили» 64 элемента, знали их атомные веса, так что уже был материал для работы. Не было только человека, который сумел бы проникнуть в эту тайну, лежащую, как казалось, где-то неподалеку и тем не менее недосягаемую.

Французский химик Шанкуртуа искал закономерность, расположив элементы по винтовой нарезке, нанесенной на стоящий цилиндр. Все напрасно.

Английский химик Ньюлендс, человек, вероятно, утонченной натуры,

напряженно искал разгадку с помощью музыки. Он верил, что те соотношения, которые существуют между элементами, похожи на соотношения между музыкальным тоном и его октавой. Ньюлендс построил-таки свою систему, искусственно впихивая в нее элементы, подстругивая их под те размеры, которые сам же и уготовил. Система была, но системы элементов не было. Ньюлендсу пришлось пережить пренеприятные минуты, когда председатель британского съезда естествоиспытателей спросил его, не пряча иронии: «Не пробовал ли уважаемый джентльмен расположить элементы по алфавиту и не усмотрел ли он при этом каких-либо закономерностей?»

Менделеев смотрел в самую суть явлений и не пытался искать какую-то внешнюю связь, объединяющую все элементы в фундаменте мироздания. Он пытался понять - что их связывает и что определяет их свойства. Менделеев расположил элементы по возрастанию их атомного веса и стал нащупывать закономерность между атомным весом и другими химическими свойствами элементов. Он пытался понять способность элементов присоединять к себе атомы сородичей или отдавать свои.

Он вооружился ворохом визитных карточек и написал на одной стороне название элемента, а на другой - его атомный вес и формулы его некоторых важнейших соединений. Он снова и снова перекладывал эти карточки, укладывая их по свойствам элементов. И в его сознании всплывали какие-то новые закономерности, и он со знакомым волнением, предшествующим открытию, осторожно продвигался дальше и дальше. Часами он сидел, склонившись над своим столом, снова и снова вглядываясь в записи, и ощущал, как начинала кружиться от напряжения голова и как глаза застилала дрожащая пелена...

Говорят, что во сне к нему пришло озарение и что ночью ему привиделось, как, в каком порядке надо разложить те карточки, чтобы все легло по своим местам по закону природы. Может быть. Мозг человека всегда бодрствует. Но шел-то Менделеев к этому прозрению годами! Он продвигался осмысленно, заранее намечая и рассчитывая каждый свой очередной шаг. Может, и было то озарение, но его нельзя назвать случайным.

Менделеев нашел связь даже между самыми непохожими элементами. Он обнаружил, что свойства элементов, если их разместить в порядке возрастания атомных весов, через правильные промежутки повторяются.

Менделеев понимал: случайностью это быть не могло. Тогда он сделал последний – решающий шаг: расположил все элементы еще и по группам, объединив в отдельные семьи ближайших родственников. Он настолько ясно видел стройность созданной им системы, что, заметив отсутствие элемента между алюминием и титаном, оставил ему свободное место. Таких пустых клеток пришлось оставить еще две. Система Менделеева позволяла ему предвидеть открытие.

Первое из них последовало через четыре года. Элемент, для которого Менделеев оставил место и свойства, атомный вес которого он предсказал, вдруг объявился! Его звали Лекок де Буабодран.

Менделеев предсказал, еще оставляя для этого элемента место, что его плотность должна быть 5,9. А Буабодран утверждал: открытый им элемент имеет плотность 4,7. Менделеев, и в глаза-то не видевший новый элемент -тем это и удивительней, - заявил, что французский химик ошибся в расчетах. Но и Буабодран оказался упрямцем: он уверял, что был точен. Этот спор походил на какую-то игру, в которой участвовал магпрорицатель. Этот маг носил русское имя.

Чуть позже после дополнительных измерений выяснилось: Менделеев был

безоговорочно прав. Первый элемент, заполнивший пустое место в таблице, Буабодран назвал галлием в честь своей родины Франции. И никому тогда не пришло в голову дать ему имя человека, который предсказал существование этого элемента, человека, который раз и навсегда предопределил путь развития химии. Это сделали ученые двадцатого века. Имя Менделеева носит элемент, открытый советскими физиками.

Также именно Менделеев изобрел так называемый «пироколлодий» - порох.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом мы познакомились только с некоторыми вершинами науки. К началу XX века относятся первые попытки государств координировать и регулировать научные исследования, исходя из своих задач. Эти общества и ассоциации играли большую роль в национальной консолидации научных сил и развитии информационных связей между коллективами исследователей. Образовались первые постоянно действующие международные научные организации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Левитес Я.М. Кибернетика. Итоги развития.- М.: Наука, 1979.

2. Климук П. И. Рядом со звездами: книга одного полета. - М.: Молодая гвардия,

3. Савельев И. В. Курс общей физики.- М.: Наука, 1973.

4. Михайличенко Ю.П. Двойное лучепреломление сантиметровых электромагнит-

ных волн. -Томск: Знание, 1986.

5. Петросянц А. М. Ядерная энергетика.- М.: Наука, 1975.

6. Тищенко В. Е., Младенцев М. Н. Дмитрий Иванович Менделеев, его жизнь и

деятельность.- М.: Просвещение, 1993.

7. Тарасов О. Л. Принцип относительности Лоренц, Пуанкаре, Эйнштейн и Мин-

ковский.- М.: Просвещение, 1990.

8. Губарев В.С. Ядерный след.- М.: ИздАТ, 1992.

В первые два десятилетия 21-го века наука обогатилась целым рядом открытий, которые в перспективе могут значительно повлиять на качество жизни каждого человека. Чего стоит только получение стволовых клеток из кожи взрослого человека, дающее возможность выращивать нужные органы без использования эмбриональных клеток!

Фундаментальное открытие гравитационных волн дает человечеству надежду на путешествия между звездами, а из нового материала графен совсем скоро будут производить сверхъемкие аккумуляторы. Впрочем, обо всем по порядку: в нижеприведенном рейтинге мы постарались систематизировать важнейшие научные открытия 21 века по степени их значимости для человечества.

ТОП-10 самых значительных научных открытий XXI века

10. БИОНИКА. Сконструированы биопротезы, управляемые силой мысли

Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два десятилетия наука сделала огромный шаг в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 г. английская фирма «RSLSteeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать двери ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стаканчик.

Одноразовый стакан легко раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать. Управляющие сигналы для этого снимаются с грудных мышц тела.

Другая компания «Bebionic» в 2016 г. изготовила для инвалида Найджела Экленда бионический протез руки, которым не только можно управлять силой мысли. Вдобавок к этому изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончания культи. Таким образом, достигается обратная связь, чтобы пациент мог чувствовать прикосновения и тепло. Пока биопротезы являются достаточно дорогими, однако благодаря развитию 3D-печати уже в ближайшее время прогнозируется их более широкая доступность.

9. БИОТЕХНОЛОГИИ. Создана первая в мире синтетическая бактериальная клетка

В 2010 г. группа ученых под руководством Крейга Вентера добилась прорыва в амбициозном проекте по созданию ни много, ни мало – новой жизни. Биологи взяли геном бактерии Mycoplasma genitalium и систематически, один за другим, удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор, необходимый для жизни. Оказалось, что он должен включать 382 гена, составляющих, как бы основу жизни. После этого ученые уже «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно были удалены собственные комплексы ДНК.

Искусственная клетка, которая даже получила собственное имя – Синтия, оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.

Данный успех открывает перед биотехнологами широчайшие возможности по созданию гораздо более сложных организмов с заданными параметрами. Уже сейчас конструируются искусственные клетки, которые смогут производить вакцины и даже топливо для автомобилей, а в перспективе биологи надеются создать бактерию, которая бы поглощала углекислый газ. Такой микроорганизм мог бы помочь в ликвидации парникового эффекта на Земле, а также в терраформировании Марса и Венеры.

Так выглядит первая в мире размножившаяся искусственная клетка Синтия под электронным микроскопом

8. АСТРОФИЗИКА. Обнаружены планета Эрида и вода на Марсе

К крупнейшим открытиям 21 века можно отнести сразу две «космические» находки. В 2005 г. группа американских астрономов из обсерватории «Джемини», Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что малая планета, получившая название Эрида, по размерам лишь немного уступает Плутону. В 2006 г. это небесное тело сфотографировал орбитальный телескоп «Хаббл», обнаружив вращающийся вокруг него довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Предполагается, что по физическим характеристикам Эрида похожа на Плутон, а ее поверхность, скорее всего, покрыта ярко-белым льдом, поскольку альбедо (отражающая способность) планетоида уступает только спутнику Сатурна Энцеладу.

Вторым крупнейшим открытием 21 века в исследовании Солнечной системы является обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 г. орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия под поверхностью планеты водяного льда. В 2005 г. европейский аппарат «Марс-Экспресс» заснял кратеры с явственными следами водяных потоков, а окончательно развеял сомнения американский зонд «Феникс». В 2008 г. он сел в окрестностях Северного полюса и в одном из экспериментов – успешно выделил воду из марсианского грунта. Гарантированное наличие влаги на Красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030-х годах, идет разработка ядерного двигателя для этой цели и в России.

7. НЕЙРОЛОГИЯ. Впервые записаны и перезаписаны воспоминания в мозг

В 2014 г. исследователям из Массачусетского университета удалось внедрить в память подопытных мышей ложные воспоминания. Им в голову были вживлены оптоволоконные провода, присоединенные к участкам мозга, ответственным за формирование памяти. По ним ученые подавали лазерные сигналы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных. Например, грызуны забывали, что в определенном участке клетки у них когда-то были приятные встречи с самками и больше не стремились туда. В то же время, ученым удалось создать новые воспоминания о том, что «опасный» отсек клетки, на самом деле привлекателен и мыши старались оказаться именно там.

На первый взгляд, эти результаты выглядят детской игрой, да еще и с сомнительным этическим подтекстом. Между тем, нейрофизиологам удалось главное – найти участки мозга, отвечающие за память (гиппокамп и префронтальная кора) и создать, пусть пока примитивные, методы воздействия на них. Это дает широкие перспективы для совершенствования путей воздействия на мозг, а в будущем позволит лечить фобии и душевные расстройства. Не исключено, что уже в обозримом будущем удастся создать приборы для пакетной закачки данных в человеческий мозг для быстрого обучения наукам, требующим запоминания большого количества данных, например, можно будет в кратчайшие сроки овладеть иностранным языком.

6. ФИЗИКА. Обнаружен бозон Хиггса или «частица Бога»

В июле 2012 г. произошло открытие, ради которого были потрачены 6 млрд. долларов, вложенные в постройку Большого адронного коллайдера (CERN) близ Женевы. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом. В честь него она и была названа. Благодаря экспериментальному доказательству существования бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля. Данная теория является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.

Практическое значение открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым не требуется энергия для работы.

Для этого нужно «всего ничего» - научиться убирать т.н. хиггсовское поле, которое связывает элементарные частицы, не давая им разлетаться. В этом случае масса объекта с нейтрализованным полем будет равна нулю, а значит - он перестанет принимать участие в гравитационном взаимодействии. Разумеется, такие открытия – вопрос весьма отдаленного будущего.

5. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Создан сверхпрочный материал графен

Графен – это уникальный по прочности и многим другим свойствам материал, который был впервые получен русскими физиками (работающими в Британии) Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 г. Через 6 лет ученых наградили за это Нобелевской премией, а в наши дни графен активно исследуется и уже применяется в некоторых изделиях . Необычность материала заключается сразу в нескольких его особенностях. Во-первых – это второй по прочности (после карбина) из известных ныне материалов. Во-вторых, графен – великолепный проводник, с помощью которого можно достигать уникальные электронные эффекты. В-третьих, материал обладает высочайшими показателями теплопроводности, что опять же – позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева.

Особые надежды на графен возлагаются в плане его применения в сверхъемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.

В 2017 г. компания «Samsung» представила один из первых АКБ на основе графена с емкостью на 45% выше, чем у его литий-ионного аналога сопоставимой величины. Но самое главное – новый аккумулятор заряжается и отдает заряд в 5 раз быстрее обычного. Примечательно, что речь идет не о полностью графеновом, а о гибридном АКБ, где инновационный материал используется как вспомогательный. Если же, точнее – когда разработчики создадут полностью графеновую батарею, это станет настоящей революцией в энергетике. Главной проблемой в широком использовании графена является дороговизна его получения и недостатки в технологиях, которые пока не позволяют получить абсолютно однородный материал. Однако уже сейчас число заявок на патенты с использованием графена зашкалило за 50 тыс., поэтому нет сомнения, что уже в обозримом будущем необычный материал заметно повлияет на качество жизни людей.

4. БИОЛОГИЯ. Получены стволовые клетки не из эмбрионов, а из зрелых тканей

В 2012 г. нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гердону и его японскому коллеге Сине Яманаке. Они произвели настоящий фурор в среде биотехнологов, создав из обычных клеток – стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани мыши всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие всеми свойствами эмбриональных. Из подобного материала можно вырастить любой орган – от печени до сердца.

Таким образом, исследователи не только теоретически, но и практически доказали обратимость специализации клеток, что невозможно переоценить.

До недавних пор считалось, что стволовые клетки можно получить только из эмбрионов или пуповинной крови. Первое – сомнительно с этической точки зрения, а второе – вынуждало людей (в основном богатых) делать банк стволовых клеток сразу после рождения ребенка, чтобы в будущем он мог использовать его для лечения. Открытие физиологов сняло данные ограничения и теперь каждому человеку (как минимум, теоретически) доступно лечение стволовыми клетками и клонирование органов, содержащих «родную» ДНК организма.

3. АСТРОФИЗИКА. Доказано существование гравитационных волн

Открытие гравитационных волн считается величайшим научным достижением 2016 года, а возможно и всего второго десятилетия XXI века. В 2017 году их первооткрывателям - Райнеру Вайссу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну была присуждена нобелевская премия по физике. С помощью двух интероферометрических обсерваторий LIGO и VIRGO, расположенных в США и Италии, ученым удалось зафиксировать гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр на расстоянии в 1,3 млрд. световых лет от Солнца.

Тем самым исследователи экспериментально подтвердили достоверность Общей теории относительности Эйнштейна, предсказавшей наличие гравитационных волн еще в начале ХХ века (на уровне теории).

Впоследствии LIGO и VIRGO зафиксировали еще два гравитационных всплеска от столкновения нейтронных звезд. Выдающаяся ценность открытия заключается в подтверждении искривления пространства-времени под воздействием массивных объектов. Это означает, что тысячи раз описанные фантастами путешествия звездолетов сквозь «нуль-пространство» и «гиперпереходы» вполне возможны, хоть и являются перспективой далекого будущего. Вероятно, неслучайно, один из первооткрывателей гравитационных волн – Кип Торн, по итогам своих исследований выпустил книгу, «Интерстеллар. Наука за кадром», название которой перекликается со знаменитым фильмом.

Примерно так по Эйнштейну выглядит пространство-время в окрестностях Солнца, искривляющееся под воздействием массивной звезды. Теперь данная картина доказана экспериментально

2. ФИЗИКА. Проведены успешные опыты по дальней квантовой телепортации

Под квантовой телепортацией понимается не перемещение физических объектов, а передача информации о состоянии элементарной частицы или атома. Важнейшим моментом здесь является расстояние – вплоть до начала XXI века подобную связь удавалось обеспечить только на уровне микромира. Прорывным стал 2009 г., когда ученым из Мерилендского университета удалось передать квантовое состояние иона иттербия на 1 метр. Затем инициативу в данном направлении исследований прочно перехватили китайские ученые.

Сначала им удалось обеспечить квантовую связь на дистанции 120 км, а в 2017 г. – осуществить первую космическую квантовую телепортацию со спутника «Мо-Цзы» на три наземных лаборатории до которых было 1203 км.

Такой научно-технологический скачок позволит уже в ближайшем будущем создавать абсолютно защищенные линии связи, которые даже теоретически не смогут взломать хакеры. В условиях, когда финансовая, деловая и частная жизнь все больше перемещается в Интернет, линии на основе квантовой телепортации обещают стать настоящей панацеей в сфере информационной безопасности. Кроме того, на основе данного способа связи разрабатываются сверхбыстрые компьютеры, которые в перспективе заменят существующие.

1. КИБЕРНЕТИКА. Создан робот с биологическим мозгом

В 2008 г. ученые из Англии создали, пожалуй, первого в мире киборга – полуживого робота с мозгом на основе 300 тыс. крысиных нейронов. Их выделили из эмбриона грызуна, разделили с помощью специального фермента и разместили в питательном растворе на пластине размером 8 см. К полученному квазимозгу ученые присоединили 60 электродов, которые считывают сигналы с нейронов и передают их к электронной схеме. Они же служат для доставки в мозг сигналов. Первый робот с биологическим мозгом получил собственное имя – Гордон, был оснащен платформой для передвижения и ультразвуковым сенсором, сканирующим местность при езде. Сигналы от него идут в мозг, а возникающие там импульсы и обратная связь управляют движением.

Исследователям удалось добиться обучаемости Гордона, поскольку нейроны обладают памятью. Упершись в препятствие всего один раз, робот в 80% случаев уже не ездит по неудачному маршруту. При этом, как заявляют ученые, Гордон не управляется извне, а контролируется исключительно серым веществом, доставшимся от крысы. Таким образом, британцы сделали первый шаг по созданию полноценных киборгов на основе уже не десятков тысяч, а миллиардов нейронов, что, скорее всего, произойдет еще до конца текущего столетия.

История человечества – это история научных открытий, которые делали этот мир более технологичным и совершенным, улучшали качество жизни, помогали понять окружающий мир. В это обзоре 15 научных открытий, которая оказали ключевое внимание на развитие цивилизации и которыми люди пользуются до сих пор. .

1. Пенициллин

Как известно, шотландский ученый Александр Флеминг открыл пенициллин (первый антибиотик) в 1928 году. Если бы этого не случилось, то люди, вероятно, до сих пор умирали бы от таких вещей, как язва желудка, абсцесс зуба, ангина и скарлатина, стафилококковая инфекция, лептоспироз и т.д.

2. Механические часы

Стоит отметить, что до сих пор есть много противоречий относительно того, что можно считать первыми механическими часами. Однако, как правило, их изобретателем считается китайский монах и математик И-Син (723 г. н.э). Это инновационное открытие позволило людям измерять время.

3. Винтовой насос

Один из самых значительных древнегреческих ученых, Архимед, как полагают, разработал один из первых водяных насосов, который толкал воду вверх по трубке. Это полностью преобразило орошение.

4. Сила тяжести

Это хорошо известная история - известный английский математик и физик Исаак Ньютон обнаружил силу тяжести после того, как ему на голову в 1664 году упало яблоко. Его открытие объясняет, почему вещи падают на землю и почему планеты вращаются вокруг Солнца.

5. Пастеризация

Обнаруженная французским ученым Луи Пастером в 1860-х годах пастеризация представляет собой процесс термической обработки, который разрушает патогенные микроорганизмы в определенных пищевых продуктах и напитках, таких как вино, пиво и молоко. Это открытие имело огромное воздействие на здоровье населения.

Общеизвестно, что современная цивилизация выросла благодаря промышленной революции, основной причиной которой был паровой двигатель. На самом деле, этот двигатель не изобрели в одночасье, а скорее он постепенно развивался в течение примерно ста лет благодаря 3 британским изобретателям: Томасу Севери, Томасу Ньюкомену и (наиболее известному) Джеймсу Уатту.

7. Электричество

Судьбоносное открытие электричества принадлежит английскому ученому Майклу Фарадею. Он также открыл основные принципы электромагнитной индукции, диамагнетизма и электролиза. Во время своих опытов Фарадей также создал первый генератор, производящий электроэнергию.

8. ДНК

Многие люди считают, что американский биолог Джеймс Уотсон и английский физик Фрэнсис Крик открыли ДНК в 1950-х годах, но на самом деле, дезоксирибонуклеиновая кислота была впервые выявлена в конце 1860-х годов швейцарским химиком Фридрихом Мишером. Затем, в течение десятилетий после открытия Мишера, другие ученые провели множество научных исследований, которые помогли понять, как организмы передают свои гены и как они управляют работой клеток.

9. Обезболивание

Грубые формы анестезии, такие как опиум, мандрагора и алкоголь, использовались еще в 70 году нашей эры. Но только в 1847 году американский хирург Генри Бигелоу определил, что эфир и хлороформ могут быть анестетиками, тем самым сделав болезненные хирургические операции гораздо более терпимыми.

10. Теория относительности

Две взаимосвязанные теории Альберта Эйнштейна - специальная теория относительности и общая теория относительности - были опубликованы в 1905 году. Они преобразили теоретическую физику и астрономию в XX веке, заменив 200-летнюю теорию механики, созданную Ньютоном. Эта теория стала основой для большей части современной науки.

11. Рентгеновское излучение

Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи в 1895 году, когда он изучал явления, сопровождающие прохождение электрического тока через газ крайне низкого давления. За это новаторское открытие Рентген был удостоен первой в истории Нобелевской премии по физике в 1901 году.

12. Периодическая таблица

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев, изучая атомные веса элементов, заметил, что химические элементы можно сформировать в группы с аналогичными свойствами. В итоге он сумел создать первую периодическую таблицу, что стало одним из самых важных открытий в области химии.

Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом Уильямом Гершелем в 1800 году, когда он изучал нагревающий эффект различных цветов света с помощью призмы и термометров. В современные дни инфракрасный свет используется во многих областях, включая системы слежения, отопление, метеорологию, астрономию и т.д.

Сегодня он используется в качестве очень точного и эффективного диагностического прибора в медицине. А впервые ядерный магнитный резонанс был описан и измерен американским физиком И. Раби в 1938 году. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1944 году.

15. Бумага

Хотя предшественники современной бумаги, такие как папирус и амате, существовали в Средиземноморье и доколумбовой Америки, соответственно, эти материалы не были настоящей бумагой. Впервые процесс изготовления бумаги был зафиксирован в Китае в период Восточной Хань (25-220 н.э.).

Сегодня человек делает открытия не только на земле, но и космосе. Вот только . Они действительно впечатляют!

Научные открытия совершаются постоянно. На протяжении года публикуется огромное количество докладов и статей, посвящённых различным темам, и оформляются тысячи патентов на новые изобретения. Среди всего этого можно найти поистине невероятные достижения. В данной статье представлено десять самых интересных научных открытий, которые были сделаны в первой половине 2016 года.

1. Небольшая генетическая мутация, произошедшая 800 миллионов лет назад, привела к возникновению многоклеточных форм жизни

Согласно результатам исследований, древняя молекула, GK-PID, стала причиной того, что одноклеточные организмы начали эволюционировать в многоклеточные организмы примерно 800 миллионов лет назад. Было установлено, что молекула GK-PID выступала в роли «молекулярного карабина»: она собирала хромосомы вместе и закрепляла их на внутренней стенке клеточной мембраны, когда происходило деление. Это позволяло клеткам размножаться должным образом и не становиться злокачественными.

Увлекательное открытие указывает на то, что древняя версия GK-PID вела себя раньше не так, как сейчас. Причина, почему она превратилась в «генетический карабин», связана с небольшой генетической мутацией, которая воспроизвела саму себя. Выходит, что возникновение многоклеточных форм жизни - это результат одной идентифицируемой мутации.

2. Открытие нового простого числа

В январе 2016 года математики открыли новое простое число в рамках "Great Internet Mersenne Prime Search", широкомасштабного проекта добровольных вычислений по поиску простых чисел Мерсенна. Это 2^74,207,281 - 1.

Вы, наверное, хотели бы уточнить, для чего был создан проект "Great Internet Mersenne Prime Search". Современная криптография для расшифровки кодированной информации использует простые числа Мерсенна (всего известно 49 таких чисел), а также комплексные числа. "2^74,207,281 - 1" на данный момент является самым длинным из всех существующих простых чисел (оно длиннее своего предшественника почти на 5 миллионов цифр). Общее количество цифр, из которых состоит новое простое число, составляет около 24 000 000, поэтому "2^74,207,281 - 1" - единственный практический способ записать его на бумаге.

3. В солнечной системе была обнаружена девятая планета

Ещё до открытия Плутона в ХХ веке учёные выдвинули предположение о том, что за пределами орбиты Нептуна находится девятая планета, Планета Х. Это допущение было обусловлено гравитационной кластеризацией, которая могла быть вызвана только массивным объектом. В 2016 году исследователи из Калифорнийского технологического института представили доказательства того, что девятая планета - с орбитальным периодом 15 000 лет - действительно существует.

По словам астрономов, сделавших данное открытие, существует «всего лишь 0,007%-ная вероятность (1:15 000) того, что кластеризация является совпадением». На данный момент существование девятой планеты остаётся гипотетическим, однако астрономы вычислили, что её орбита является огромной. Если Планета Х действительно существует, то она приблизительно в 2-15 раз весит больше Земли и находится от Солнца на расстоянии 600-1200 астрономических единиц. Астрономическая единица равна 150 000 000 километров; это означает, что девятая планета удалена от Солнца на 240 000 000 000 километров.

4. Обнаружен практически вечный способ хранения данных

Рано или поздно всё устаревает, и на данный момент не существует способа, который позволил бы хранить данные на одном устройстве в течение действительно длительного периода времени. Или существует? Недавно учёные из Саутгемптонского университета сделали удивительное открытие. Они использовали нано-структурированное стекло для того, чтобы успешно создать процесс записи и извлечения данных. Запоминающее устройство представляет собой небольшой стеклянный диск размером с монету в 25 центов, который способен хранить 360 терабайт данных и не подвержен влиянию высоких температур (до 1000 градусов Цельсия). Средний срок его годности при комнатной температуре составляет приблизительно 13,8 миллиарда лет (примерно столько же времени существует наша Вселенная).

Данные записываются на устройство при помощи сверхбыстрого лазера посредством коротких, интенсивных световых импульсов. Каждый файл представляет собой три слоя наноструктурных точек, которые находятся друг от друга на расстоянии всего 5 микрометров. Считывание данных выполняется в пяти измерениях благодаря трёхмерному расположению наноструктурных точек, а также их размеру и направленности.

5. Слепоглазковые рыбы, которые способны «ходить по стенам», проявляют черты сходства с четвероногими позвоночными

За последние 170 лет наука выяснила, что позвоночные, обитающие на суше, произошли от рыб, которые плавали в морях древней Земли. Однако исследователи из Института технологий Нью-Джерси обнаружили, что тайваньские слепоглазковые рыбы, которые способны «ходить по стенам», имеют те же анатомические особенности, что и земноводные или рептилии.

Это очень важное открытие с точки зрения эволюционной адаптации, поскольку оно может помочь учёным лучше понять, каким образом доисторические рыбы эволюционировали в наземных четвероногих. Разница между слепоглазковыми и другими видами рыб, которые способны передвигаться по суше, заключается в их походке, которая обеспечивает при подъёме «поддержку тазового пояса».

6. Частная компания "SpaceX" осуществила успешное вертикальное приземление ракеты

В комиксах и мультфильмах Вы обычно видите, что ракеты приземляются на планеты и Луну вертикальным образом, однако в реальности сделать это крайне сложно. Правительственные учреждения вроде НАСА и Европейского космического агентства разрабатывают ракеты, которые либо падают в океан, откуда их потом достают (дорогое удовольствие), либо целенаправленно сгорают в атмосфере. Существование возможности вертикально посадить ракету позволило бы сэкономить невероятное количество денег.

8 апреля 2016 года частная компания "SpaceX" осуществила успешное вертикальное приземление ракеты; ей удалось это сделать на автономном беспилотном корабле-космопорте (англ. autonomous spaceport drone ship). Это невероятное достижение позволит сэкономить деньги, а также время между запусками.

Для генерального директора компании "SpaceX", Элона Маска, данная цель оставалась приоритетной в течение многих лет. Несмотря на то, что достижение принадлежит частному предприятию, технология вертикального приземления станет доступна и правительственным учреждениям вроде НАСА, чтобы они смогли продвинуться дальше в освоении космоса.

7. Кибернетический имплантат помог парализованному человеку пошевелить своими пальцами

Мужчина, который был парализован в течение шести лет, смог пошевелить своими пальцами благодаря небольшому чипу, вживленному в его мозг.

Это заслуга исследователей из Университета штата Огайо. Им удалось создать устройство, которое представляет собой небольшой имплантат, связанный с электронным рукавом, надеваемым на руку пациента. Этот рукав использует провода для стимуляции определённых мышц, чтобы вызвать движение пальцев в реальном времени. Благодаря чипу, парализованный мужчина смог даже сыграть в музыкальную игру "Guitar Hero", к превеликому удивлению врачей и учёных, принявших участие в проекте.

8. Стволовые клетки, вживлённые в мозг пациентов, которые перенесли инсульт, позволяют им снова ходить

В ходе клинических испытаний исследователи из Школы медицины при Стэнфордском университете вживили модифицированные стволовые клетки человека прямо в мозг восемнадцати пациентов, перенёсших инсульт. Процедуры прошли успешно, без каких-либо негативных последствий, за исключением слабой головной боли, наблюдавшейся у некоторых пациентов после наркоза. У всех пациентов период восстановления после инсульта проходил довольно быстро и успешно. Более того, пациенты, которые ранее передвигались только на инвалидных креслах, смогли снова свободно ходить.

9. Углекислый газ, закачанный в грунт, способен превращаться в твёрдый камень

Улавливание углерода является важной частью поддержания баланса выбросов CO2 на планете. Когда топливо сгорает, происходит высвобождение углекислого газа в атмосферу. Это является одной из причин глобального изменения климата. Исландские учёные, возможно, обнаружили способ, как сделать так, чтобы углерод не попадал в атмосферу и не усугублял проблему парникового эффекта.

Они закачали CO2 в вулканические породы, ускорив естественный процесс превращения базальта в карбонаты, которые затем становятся известняком. Этот процесс обычно занимает сотни тысяч лет, однако исландским учёным удалось сократить его до двух лет. Углерод, закачанный в грунт, может храниться под землёй или использоваться в качестве строительного материала.

10. У Земли есть вторая Луна

Учёные НАСА обнаружили астероид, который находится на орбите Земли и, следовательно, является вторым постоянным околоземным спутником. На орбите нашей планеты есть множество объектов (космические станции, искусственные спутники и прочее), однако видеть мы можем только одну Луну. Тем не менее, в 2016 году НАСА подтвердило существование 2016 HO3.

Астероид находится далеко от Земли и больше находится под гравитационным воздействием Солнца, нежели нашей планеты, однако он действительно вращается вокруг её орбиты. 2016 HO3 значительно меньше Луны: его диаметр составляет всего 40-100 метров.

По словам Пола Чодаса, менеджера Центра НАСА по изучению околоземных объектов, 2016 HO3, который более ста лет был квазиспутником Земли, через несколько столетий покинет орбиту нашей планеты.