На протяжении веков, стремясь улучшить жизнь на земле, люди пытались изобрести множество инструментов и устройств, которые в значительной степени облегчили путь к выживанию на планете и познанию окружающего нас великого мира. Благодаря исследованиям они также смогли выявить пользу многих вещей, сделав тем самым удивительные научные открытия, изменившие ход истории человечества.
Если мы захотим составить список самых важных научных открытий, нам будет очень нелегко сделать выбор между одним открытием и другим. Большинство изобретений, научных открытий и современных технологий, разработанных учеными, имели влияние на жизнь большого числа людей и внесли свой вклад в повышении уровня их жизни.
Они на самом деле способствовали выживанию человечества на Земле, начиная с открытия огня, электричества, письменности, денег, компасов, музыкальных инструментов, электронного микроскопа, открывшего нам ранее недоступный мир, и заканчивая спутниками, телевидением, нанотехнологиями и путешествиями в космос, радио и телефоном, давшими нам возможность общаться невзирая на расстояние. Не стоит забывать и о таком важном открытии, как клонирование, которое впервые было применено к овце Долли. Несмотря на возникшие этические дилеммы, клонирование позволяет создавать человеческие органы вроде почек, сердца и печени, что означает спасение миллионов людей.
Ввиду обилия подобных изобретений и открытий составить список наиболее важных из них очень сложно, так как все они имеют как положительное, так и негативное влияние на жизнь людей. Ярким примером является создание атомной бомбы, который в нашем сознании ассоциируется с бомбардировками Хиросимы и Нагасаки, но именно атом обеспечил нас дешевой электроэнергией и помогает спасать жизни больных раком с помощью ядерной терапии.
В этой публикации мы расскажем о нескольких величайших научных открытиях, совершивших настоящую революцию в истории человечества, ввиду чего оно смогло выжить и развиваться дальше.
Кислород
Шведский химик и фармацевт Карл Вильгельм Шееле был первым, кто открыл кислород в качестве независимого химического элемента в 1771 году. Однако он опубликовал свои исследования только в 1777 году под названием «Химический трактат о воздухе и огне». Между тем, в 1774 году Джозеф Пристли также самостоятельно открыл данный элемент в процессе изучения горения.
В ходе экспериментов с горением Карл Вильгельм Шееле для сжигания серной кислоты (тогда называлась купоросным маслом) нагревал перманганат калия KMnO4, в результате чего получил бесцветный газ. Последний способствовал процессу горения, поэтому Шееле назвал его «огненным газом», и позже, учитывая источник, также называл его купоросным газом. Кроме того, он обнаружил существование двух газов, один из которых помогает воспламенению, и газ, который не является вспомогательным. Последний он назвал «негодным».
Несмотря на открытие нового газа двумя упомянутыми учеными, его реальная роль в процессе горения еще не была изучена. Ситуация изменилась благодаря Антуану Лавуазье. В 1774 году он обнаружил, что в ходе экспериментов при горении выделяется не флогистон, как считалось в то время, а скорее, процесс происходит благодаря химическому элементу — кислороду.
Кислород имеет огромное значение, так как без него жизнь на Земле невозможна. Он является основой клеточного дыхания у людей и животных, а также участвует в фотосинтезе растений. Кроме того, это основа процессов горения и коррозии. Это самый распространенный химический элемент на Земле и третий по распространенности элемент во Вселенной после водорода и гелия.
Электричество
Английскому ученому Майклу Фарадею приписывают открытие электричества, поскольку он выявил принципы, лежащие в основе электромагнитной индукции, диамагнетизма и электролиза в 1821 году.
Он также был первым человеком, который произвел электрический ток, пустив его по проводу и создав магнитное поле.
Следует отметить, что Фарадей использовал этот принцип при создании примитивного электрического генератора — «самого дальнего предка» современных мощных генераторов.
ДНК
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) хранит всю биологическую информацию о строении живых организмов.
ДНК — это основа существования всех видов живых существ, поскольку она несет в себе код и информацию относительно пола и других характеристик человека.
История открытия этой кислоты начинается в 1950-х годах, во время ожесточенной конкуренции двух команд. Одна из них представляла Лондонский университет, и в ней состояли Морис Уилкинс и Розалинд Франклин. Другая другая команда была из Кембриджского университета и включала Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона. В 1953 году команда Кембриджа открыла спиралевидную форму ДНК, и оказалось, что она состоит из цепочек нуклеиновых кислот. Это открытие позволило понять, как хранится и передается генетическая информация.
За свой вклад в науку Уотсон и Крик были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1962 году.
Стоит отметить, что швейцарский биолог Фридрих Мишер был первым, кто выделил из ядра клетки новую молекулу и назвал ее нуклеином. Открытие было сделано в 1869 году и открыло путь к изучению ДНК как носителя генетического кода.
Помимо функции хранилища информации о живых организмах, нуклеиновые кислоты также несут сигналы органам и могут стимулировать те или иные реакции.
Гравитация
Историю открытия гравитации, пожалуй, можно назвать самой известной и захватывающей в области научных открытий. В детстве нам всем рассказывали, как случай с упавшим с дерева яблоком, в тени которого сидел математик и физик сэр Исаак Ньютон, помог ему открыть гравитацию в 1664 году. Падение яблока, повторявшееся сотни раз, привлекло его внимание, и он начал размышлять, что именно заставило яблоко упасть на землю, а не, например, подняться ввысь. Его также волновало, почему яблоко падало вертикально, а не вправо или влево. В конце концов, он пришел к выводу, что есть нечто, что заставило яблоко упасть на землю.
Его открытие объяснило, почему все предметы падают на землю, и доказало, что движение тел на Земле и небесных телах можно описать с помощью одних и тех же принципов движения и гравитации. Выведя законы Кеплера из своего математического описания гравитации, Ньютон устранил последние сомнения в идее гелиоцентрической системы мира.
Закон всемирного тяготения гласит, что во Вселенной между любыми двумя объектами, действует сила взаимного притяжения и она прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Огромный вклад Закона всемирного тяготения состоит в том, что он способствовал открытию некоторых планет. Так, благодаря ему Уильям Гершель открыл Уран, Нептун и Плутон, а затем и другие небесные тела.
Пастеризация
Пока французский ученый Луи Пастер в 1860 году не начал свои эксперименты с микроорганизмами, никто не знал, что именно вызывает те или иные заболевания. Пастер не только обнаружил, что рост патогенных бактерий вызывает порчу молока, пива и вина, но также обнаружил способность тепла и дезинфицирующих средств убивать эти патогенные микробы. Происходит это путем нагревания жидкостей, таких как молоко, что позволяет уничтожить большинство бактерий и плесень.
Идея порчи жидкостей помогла ученому сделать вывод — возбудителями заболеваний являются микроорганизмы, заражающие животных и людей. Согласно его предположению, следует предотвращать попадание микроорганизмов в организм человека, что побудило Джозефа Листера разработать методы дезинфекции в хирургии. Так врачи начали мыть руки и стерилизовать инструменты, что способствовало сохранению жизней миллионов людей.
Что касается пастеризации, названной в честь первооткрывателя Луи Пастера, то она представляет собой процесс нагревания жидкости до определенной температуры в течение достаточного периода времени, а затем ее непосредственное и быстрое охлаждение с целью уничтожения всех типов патогенных и вредных бактерий и ферментов, вызывающих разложение жидкости, в связи с чем она становится непригодной для употребления.
Пенициллин
Пенициллин был первым антибиотиком, созданным учеными. Его изобрёл шотландский ученый Александр Флеминг в 1928 году, когда чашка с бактериями, с которой он работал в лаборатории, покрылась плесенью. Флеминг заметил, что грибы уничтожили бактерии, и пришел к выводу о выделении ими вещества, убивающего стафилококк. Он назвал это вещество пенициллином (от названия рода грибов Penicillium).
Открытие пенициллина спасло миллионы жизней и помогло создать множество других антибиотиков и важных препаратов. Пенициллин и по сей день остается самым популярным из них. Можно сказать, если бы не открытие антибиотиков, такие болезни, как ангина, язва желудка и абсцессы, по-прежнему имели бы летальный исход.
Рентгеновские лучи
В 1895 году немецкий физик Конрад Рентген случайно обнаружил неизвестное ему электромагнитное излучение, не подозревая, что открыл рентгеновские лучи, которые сыграют крайне важную роль в области медицины, промышленности и безопасности.
Рентген работал в своей лаборатории в физическом институте Университета Вюрцбурга и проводил эксперименты с катодными трубками, когда заметил странное свечение, хотя между источником излучения и экраном находился черный чехол.
Рентген был удивлен, и в течение нескольких недель не покидал свою лабораторию, находившуюся над его спальней, и продолжал исследовать причину данного явления. 22 декабря 1895 года Рентген сделал первый снимок человеческого тела — руки его жены, а в 1901 году он первым получил Нобелевскую премию по физике.
Электромагнитные лучи назвали рентгеновскими в честь ученого.
Польза данного открытия была очевидна во время Первой мировой войны, когда врачи начали широко использовать рентген при обнаружении переломов и исследовании бактериальных инфекций.
Сегодня рентгеновские лучи используются в хирургических операциях, а также в качестве меры безопасности при осмотре багажа и исследований материалов в промышленной сфере.
Анестезия
С незапамятных времен люди искали способы облегчить боль, чтобы медицинские работники могли проводить необходимые операции и тем самым помочь больному. Так было сделано открытие некоторых препаратов на растительной основе, уменьшающих боль или влекущих потерю сознания пациентом.
После неустанных попыток химик Джозеф Пристли смог изобрести современную анестезию. Он создал веселящий газ (закись азота), а первая операция с его использованием была проведена в 1844 году американским дантистом Хорасом Уэллсом с целью удаления зуба. Однако он выбрал неверную дозу, и пациент очнулся раньше времени.
Эффект веселящего газа длится недолго, что не позволяло применять его в качестве анестезии в хирургических операциях.
В 1846 году американец Уильям Мортон открыл анестезирующее действие эфира. Сначала он применил его на своей собаке, стараясь определить подходящую дозировку, чтобы собака потеряла сознание, после чего применил на себе и удалил один из своих зубов. В конце концов, он использовал эфир для удаления опухоли на шее молодого американца, и операция прошла успешно.
В 1947 году американский хирург Генри Бигелоу использовал смесь эфира и хлороформа в ходе длительной операции. Стоит отметить, что если бы не открытие анестезии, сегодня врачи не могли бы проводить сложные и длительные медицинские операции.
