10 научных годовщин в 2020 году

Каждый год научный мир отмечает юбилеи и научные годовщины мировых открытий и событий, дни рождения выдающихся ученых, что дает возможность поблагодарить их за вклад в развитие научной мысли и знаний человечества. Американский журнал ScienceNews, тщательно отбирая важные даты науки, представил десятку юбилеев науки в 2020 году:

1. Атомная бомба, 75 лет

Трудно переоценить значение для науки или всей истории атомную бомбу, впервые взорванную 75 лет назад в июле в Аламогордо, штат Нью-Мексико (США). Оно представляет собой технологический разрыв, сравнимый с изобретением электромагнетизма, пороха или (контроля) самого огня. Основное влияние атомной бомбы на общество заключается в том, что она, сама по себе, является оружием в ожидании, потенциально готовым инициировать «Армагеддон».

Но изобретение атомной бомбы все еще служит и символом могущества науки: физики исследуют невидимую сферу внутренностей атомов, способную создать разрушение в масштабах, ранее невообразимых. Применение этих же знаний в интересах общества посредством производства энергии не оправдало продвинутых прогнозов, из-за сочетания неумелости со стороны ее сторонников и отсутствия перспективы со стороны ее противников. В любом случае, напоминание о важности науки для общества никогда не исчезнет.

*The first atomic bomb exploded on July 16, 1945, at Alamogordo, N.M. Today it remains a symbol of the power of science.U.S. DEPARTMENT OF ENERGY*

2. Предвычисление нейтрона, 100 лет

После того, как Эрнест Резерфорд открыл атомное ядро в 1911 году, ученые потратили годы, пытаясь понять, как ядро было собрано вместе. Это явно требует составляющих с положительным электрическим зарядом. Из более поздних экспериментов Резерфорд пришел к выводу, что основная ядерная частица, несущая положительный заряд, была идентична ядру атома водорода, и он назвал ее протоном. Более тяжелые атомы содержали несколько протонов.

Но количество протонов, необходимое для учета массы атома, дало ядру более положительный электрический заряд, чем отрицательный заряд орбитальных (почти безмассовых) электронов атома. Поскольку атомы электрически нейтральны, казалось, что ядро должно содержать несколько электронов, чтобы нейтрализовать избыточный положительный заряд. Резерфорд предположил, что некоторые из этих электронов в ядре слились с протонами, чтобы создать новую частицу, которую он позже назвал нейтроном. Он считал это новым видом атома с нулевым электрическим зарядом. «Следовательно, он должен иметь возможность свободно перемещаться по веществу», — сказал он в лекции, прочитанной 3 июня 1920 года, что позволило физикам понять, что два десятилетия спустя стало возможным инициировать цепные реакции ядерного деления.

В 1932 году эксперименты британского физика Джеймса Чедвика подтвердили существование нейтрона, удивив многих физиков, которые не верили Резерфорду изначально. Но был один ученый, американский химик Уильям Харкинс, который не был удивлен заявлениям Резерфорда. Он сделал подобное с ним предложение и фактически впервые использовал термин «нейтрон» в печати в 1921 году.

3. Флоренс Найтингейл, 200 лет со дня рождения

Найтингейл родилась в британской семье во Флоренции (Италия) 12 мая 1820 года. Ее семья вернулась в Англию, когда она была еще младенцем. Она наиболее известна как самая знаменитая медсестра 19-го века, дама с лампой. Но она была также новаторским практиком прикладной статистики. Разработала сложные статистические анализы, чтобы поддержать ее взгляды на гигиену и здоровье.

Она пошла в школу медсестер в Германии, и в 1854 году возглавила команду медсестер, чтобы помочь раненым британским солдатам во время Крымской войны. Найдя ужасно антисанитарные условия, Флоренс ввела режим чистоты, который снизил уровень смертности среди госпитализированных солдат. Вернувшись в Англию, Найтингейл стала широко признана. Она в одиночку повысила социальный статус профессии медсестры, и вскоре открыла собственную школу медсестер. Также Флоренс стала экспертом в интерпретации статистики здравоохранения, и ее методы оказали влияние на развитие науки эпидемиологии. Она представила большую часть статистических данных о пользе надлежащих стандартов здравоохранения в графической форме, заработав репутацию пионера визуализации данных. (Ее умение передавать статистические данные сыграло важную роль в том, чтобы заставить политиков принять ее рекомендации)

4. Джон Граунт, 400 лет

Родившийся 24 апреля 1620 года в Лондоне, Граунт стал успешным и влиятельным торговцем после того, как занялся бизнесом своего отца. Приблизительно в 40 лет он почему-то заинтересовался еженедельными «законопроектами о смертности», в которых перечислялись случаи смерти в городе. Ему пришло в голову также собирать записи о рождениях и заболеваниях, чтобы создавать таблицы, которые отображали тенденции или закономерности. Он подверг данные математическому анализу, выявив, что женщины живут (в среднем) дольше мужчин, а показатели смертности в городах выше, чем в сельской местности.

Работа Граунта принесла ему избрание в Королевское общество, но из-за Великого пожара Лондона в 1666 году сгорел его дом, нанеся огромный ущерб его бизнесу. Он стал нищим. Позже Грант был признан первым в получении научных выводов из анализа статистической информации. Его работа считается краеугольным камнем в фундаменте образования современных наук статистики и демографии.

5. Розалинда Франклин, 100 лет со дня рождения

Франклин, родившаяся 25 июля 1920 года в Лондоне, проявила ранний интерес к науке и получила образование химика, став экспертом по углю и другим углеродным материалам. Она получила докторскую степень в Кембриджском университете в 1945 году. Затем работала в Париже, развивая навыки использования рентгеновской кристаллографии для изучения кристаллических структур, а затем переехала в Королевский колледж Лондона, где Морис Уилкинс изучал молекулярную структуру ДНК. Розалинда Франклин занялась исследованиями ДНК и сделала исключительные рентгеновские снимки. Она приблизилась к определению структуры двойной спирали ДНК, но не совсем ее поняла.

Тем временем Джеймсу Уотсону, который следил за ее исследованиями, Уилкинс в начале 1953 года показал один из ее рентгеновских снимков, что позволило Уотсону и Фрэнсису Крику определить правильную архитектуру ДНК. Франклин видел, что модель Уотсона-Крика соответствовала ее работе, но не сразу признала, что модель в конечном итоге окажется точной в деталях. Она умерла в 1958 году и поэтому не имела права на получение Нобелевской премии, присуждаемой через четыре года Уотсону и Крику. Уилкинс также разделил этот приз, но нет сомнений, что если бы Розалинда Франклин была еще жива, она заслужила бы ее больше, чем Морис Уилкинс.

6. Открытие рентгеновских лучей, 125 лет

Когда Вильгельм Рентген открыл рентгеновские снимки в 1895 году, они почти сразу же были использованы в медицинской практике. Но само открытие рентгеновских лучей имело такое же большое научное значение , как и их действительно революционное значение для медицины.

Во-первых, они подкрепили относительно недавнее осознание того, что свет является лишь одной из нескольких форм электромагнитного излучения. (Всего несколько лет назад Генрих Герц продемонстрировал существование радиоволн, подтвердив подозрение Джеймса Клерка Максвелла о том, что свет был не единственной формой электромагнитных волн.) «Кажется, существует какая-то связь между новыми лучами и лучами света; по крайней мере, на это указывает формирование теней », — написал Рентген в своем первом отчете об открытии. По иронии судьбы, более поздние эксперименты на рентгеновских лучах показали, что электромагнитные «волны» иногда ведут себя как частицы.

В конце концов, открытие рентгеновских лучей изменило не только медицину, но и астрономию и даже биологию, поскольку они предоставили инструмент, который раскрыл «архитектуру» молекул жизни.

7. Открытие электромагнетизма, 200 лет назад

Обычно не стоит играть с электричеством. Но два столетия назад ученые почти ничего не знали об этом, и любопытство взяло верх над ними. Оно привело к открытию, имеющему невероятное значение для будущего цивилизации.

Первым шагом была примитивная батарея Алессандро Вольта, изобретенная в 1800 году. Она привела к началу бешеных электрических экспериментов. В течение следующих 20 лет многие ученые исследовали возможные связи между электричеством и магнетизмом. Среди них был химик-физик Ханс Кристиан Эрстед из Копенгагенского университета, который первоначально проходил подготовку в качестве фармацевта. Эрстед давно подозревал, что электричество и магнетизм объединяют глубокое единство. Весной 1820 года во время лекции он заметил, что течение вызвало движение иглы компаса.

К июлю Эрстед провел тщательные эксперименты, позволившие ему объявить об открытии электромагнетизма — генерации магнитного излучения вне провода, по которому течет электрический ток. Примерно через десять лет Майкл Фарадей показал обратное, что перемещение магнита вокруг провода вызывает электрический ток. Это установило принцип выработки электроэнергии в больших масштабах.

8. Великие дебаты, столетие

Это не о политике. Самые большие дебаты 20-го века произошли 26 апреля 1920 года, когда астрономы Харлоу Шепли и Хибер Кертис встретились в Смитсоновском музее естественной истории в Вашингтоне (округ Колумбия, США). На самом деле, дебаты были довольно скучными. Шепли прочитал статью о современном понимании галактики Млечный Путь, которая, как он полагал, составляет всю вселенную. Кертис прочитал документ, утверждая, что спиральные туманности, видимые через телескопы, на самом деле были отдаленными островными вселенными, сравнимыми с Млечным путем. Победитель дебатов не был объявлен до 1924 года, когда Эдвин Хаббл показал, что Кертис был прав. Шепли признал и некоторое время называл новый космос множества галактик мультивселенной.

9. Бозе-эйнштейновский конденсат, 25 лет

Ни один ученый не сделал больше новостей после своей смерти, чем Альберт Эйнштейн. От крупных лазеров до черных дыр и гравитационных волн — многие крупные современные открытия лишь подтвердили предсказания десятилетия назад, появившиеся в воображении Эйнштейна. Один из таких примеров возник в 1995 году, когда физики создали новую странную волнистую форму вещества, называемую конденсатом Бозе-Эйнштейна. В данном случае идея Эйнштейна вдохновила индийского физика Сатьендра Бозе. Так, в 1924 году Бозе прислал Эйнштейну статью, описывающую математически свет как газ частиц (то, что мы теперь называем фотонами). Примерно в это же время Эйнштейн прочитал статью Луи де Бройля, утверждая, что частицы материи (к примеру, электроны) могут быть истолкованы как волны. Эйнштейн смешал выводы де Бройля с Бозе и в итоге описал материю с помощью Бозе. Эйнштейн представил волнистые «бозонные» атомы, которые слились бы в своего рода облако единой материи.

Создание такого конденсатного облака Бозе-Эйнштейна требует особых условий (оно должно быть чрезвычайно холодным). И потребовалось семь десятилетий, чтобы физики преодолели технические трудности и еще раз доказали, что Эйнштейн был прав.

10. Роджер Бэкон, 800 лет со дня рождения

Никто точно не знает, когда родился Бэкон, но отрывок из его сочинений предполагает, что это было около 1220 года. Он был одним из ведущих естествоиспытателей своего времени. Сначала он учился в Оксфорде, а затем читал лекции в Парижском университете. Стал францисканским монахом, но часто попадал в неприятности из-за нарушение правил ордена.

Бэкон был одним из первых, кто отстаивал важность эксперимента при изучении природы. Он особо подчеркнул статус оптики как фундаментальной науки. Бэкон также понимал необходимость применения математики при объяснении природных явлений. «Сила математики способна раскрыть причины всех вещей и дать достаточное объяснение человеческим и божественным явлениям», — писал он. Бэкон думал, что многие знаменитые философы его эпохи были дураками, но почитал философа-богослова Роберта Гроссетесте и более полно развивал некоторые из его идей, в том числе роль математики и представление о том, что «законы природы» регулируют природные явления.