أهم الاكتشافات العلمية



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يمكن اعتبار القرن العشرين قرن الثورات. وليست سياسية فحسب ، بل علمية أيضًا. يعتقد الكثيرون أن العلماء لا فائدة لهم على الإطلاق. يجلسون ، كما يقولون ، في مكاتبهم ومختبراتهم لسنوات ولكن دون جدوى. ما الفائدة من إنفاق المال على البحث؟ لكن العلماء ، من خلال سلسلة من الاكتشافات الهامة ، أقنعوا العالم بأسره أن الأمر ليس كذلك. في الوقت نفسه ، في القرن العشرين ، تم إجراء اكتشافات مهمة في كثير من الأحيان ، مما أدى إلى تغيير حياتنا بشكل جذري. سنخبر أدناه عن أهم عشرة اكتشافات علمية في القرن الماضي ، عقد واحد فقط لكل منها.

1) رتب ماكس بلانك الثورة الأولى في بداية القرن. في نهاية القرن التاسع عشر ، تمت دعوته إلى منصب أستاذ في جامعة برلين. كان بلانك مخلصًا جدًا للعلم لدرجة أنه في وقت فراغه من المحاضرات والعمل استمر في التعامل مع توزيع الطاقة في طيف الجسم الأسود. ونتيجة لذلك ، اشتق العالم العنيد في عام 1900 صيغة تصف بدقة سلوك الطاقة في هذه الحالة. كان لهذا نتائج رائعة للغاية. اتضح أن الطاقة لا تنبعث بشكل موحد ، كما كان يعتقد سابقًا ، ولكن في أجزاء - كمية. أربكت هذه الاستنتاجات في البداية بلانك نفسه ، لكنه مع ذلك أبلغ عن النتائج الغريبة في 14 ديسمبر 1900 للجمعية الفيزيائية الألمانية. ليس من المستغرب أن العالم ببساطة لم يصدق. ومع ذلك ، على أساس استنتاجاته ، في عام 1905 ، أنشأ أينشتاين نظرية الكم للتأثير الكهروضوئي. بعد ذلك ، بنى نيلز بور أيضًا النموذج الأول للذرة ، والذي وفقًا له تدور الإلكترونات حول النواة في مدارات معينة. إن عواقب اكتشاف بلانك للبشرية عظيمة لدرجة أنه يمكن اعتبارها رائعة ورائعة! لذلك ، بفضل العالم ، طورت الطاقة الذرية والإلكترونيات والهندسة الوراثية لاحقًا. تلقى علم الفلك والفيزياء والكيمياء دفعة قوية. حدث هذا بسبب حقيقة أن بلانك هو الذي وضع علامة واضحة على الحدود حيث ينتهي العالم النيوتوني بقياس المادة بالكيلوغرام ، ويبدأ العالم المصغر ، حيث من الضروري مراعاة تأثير الذرات الفردية على بعضها البعض. بفضل العالم ، أصبح من المعروف ما هي مستويات الطاقة التي تعيشها الإلكترونات ، وكيف تتصرف هناك.

2) جلب العقد الثاني اكتشافًا قلب أيضًا عقول جميع العلماء. في عام 1916 ، تم الانتهاء من عمل ألبرت أينشتاين في النسبية العامة. كما تلقت اسمًا آخر - نظرية الجاذبية. وفقًا للاكتشاف ، فإن الجاذبية ليست نتيجة لتفاعل الحقول والأجسام في الفضاء ، بل هي نتيجة لانحناء الزمكان رباعي الأبعاد. شرح الاكتشاف على الفور جوهر العديد من الأشياء غير المفهومة حتى الآن. لذا ، فإن معظم التأثيرات المتناقضة التي تحدث بسرعات قريبة من الضوء تتعارض ببساطة مع الفطرة السليمة. ومع ذلك ، كانت نظرية النسبية هي التي تنبأت بمظهرها وشرحت الجوهر. أشهرها تأثير تمدد الزمن ، حيث تعمل ساعة المراقب بشكل أبطأ من تلك التي تتحرك بالنسبة له. أصبح من المعروف أيضًا أن طول الجسم المتحرك على طول محور الحركة يتم ضغطه. اليوم يتم تطبيق نظرية النسبية ليس فقط على الأشياء التي تتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضها البعض ، ولكن أيضًا على جميع الإطارات المرجعية بشكل عام. كانت الحسابات معقدة للغاية لدرجة أن العمل استغرق 11 عامًا. كان التأكيد الأول للنظرية هو وصف منحنى مدار عطارد ، الذي تم إنتاجه بمساعدة. وأوضح الاكتشاف انحناء الأشعة من النجوم لأنها تمر بجانب النجوم الأخرى ، والانزياح الأحمر للمجرات والنجوم التي تتم ملاحظتها من خلال التلسكوبات. أصبحت الثقوب السوداء تأكيدًا مهمًا للغاية للنظرية. في الواقع ، وفقًا للحسابات ، عندما يتقلص النجم مثل الشمس بقطر يصل إلى 3 أمتار ، لا يمكن للضوء ببساطة أن يترك حدوده - ستكون قوة الجذب. في الآونة الأخيرة ، وجد العلماء العديد من هذه النجوم.

3) بعد الاكتشاف ، الذي قام به رذرفورد وبور عام 1911 ، حول هيكل الذرة بالقياس مع النظام الشمسي ، سُرَّ الفيزيائيون حول العالم. سرعان ما ، على أساس هذا النموذج ، باستخدام حسابات بلانك وأينشتاين حول طبيعة الضوء ، كان من الممكن حساب طيف ذرة الهيدروجين. ولكن عند حساب العنصر التالي ، نشأت صعوبات الهليوم - أظهرت الحسابات نتائج مختلفة تمامًا عن التجارب. ونتيجة لذلك ، وبحلول عشرينيات القرن العشرين ، تلاشت نظرية بور وبدأت في التساؤل. ومع ذلك ، تم العثور على حل - تمكن الفيزيائي الألماني الشاب هايزنبرغ من إزالة بعض الافتراضات من نظرية بور ، تاركًا فقط الأكثر ضرورة. لقد أثبت أن المرء لا يستطيع قياس موقع الإلكترونات وسرعتها في وقت واحد. أطلق على هذا المبدأ "عدم اليقين عند هايزنبرغ" ، بينما بدت الإلكترونات كجسيمات غير مستقرة. ولكن حتى هنا لم تنته الشذوذ مع الجسيمات الأولية عند هذا الحد. وبحلول ذلك الوقت ، اعتاد الفيزيائيون بالفعل على فكرة أن الضوء يمكن أن يظهر خصائص كل من الجسيم والموجة. بدت الازدواجية متناقضة. ولكن في عام 1923 ، اقترح الفرنسي دي بروجلي أن الجسيمات العادية يمكن أن يكون لها أيضًا خصائص موجية ، مما يدل على خصائص الموجة للإلكترون. تم تأكيد تجارب De Broglie في العديد من البلدان في وقت واحد. في عام 1926 ، وصف شرودنغر موجات دي بروجلي المادية ، وابتكر الإنجليزي شيراك نظرية عامة ، دخلت افتراضات هايزنبرغ وشرودنغر في حالات خاصة. في تلك السنوات ، لم يشك العلماء حتى في الجسيمات الأولية ، لكن نظرية ميكانيكا الكم هذه وصفت حركتها في العالم المصغر تمامًا. على مدى السنوات المقبلة ، لم يخضع أساس النظرية لأي تغييرات واضحة. اليوم ، يتم استخدام ميكانيكا الكم في أي علوم طبيعية تصل إلى المستوى الذري. هذه هي العلوم الهندسية والطب والبيولوجيا والمعادن والكيمياء. جعلت النظرية من الممكن حساب المدارات الجزيئية ، والتي بدورها سمحت بظهور الترانزستورات والليزر والموصلية الفائقة. إن ميكانيكا الكم هي التي ندين بها لظهور أجهزة الكمبيوتر. أيضا على أساس ذلك ، تم تطوير فيزياء الحالة الصلبة. هذا هو السبب في ظهور مواد جديدة كل عام ، وتعلم العلماء أن يروا بوضوح بنية المادة.

4) عقد الثلاثينات يمكن تسميته إشعاعيًا بدون أخطاء. على الرغم من أنه في عام 1920 ، عبر روثرفورد عن فرضية ، غريبة في ذلك الوقت. حاول أن يشرح لماذا لا تتصدى البروتونات الموجبة الشحنة. اقترح العالم أنه بالإضافة إلى النواة ، هناك أيضًا بعض الجسيمات المحايدة ، مساوية في الكتلة للبروتونات. عن طريق القياس مع الإلكترونات والبروتونات المعروفة بالفعل ، اقترح روثرفورد أن يطلق عليها اسم النيوترونات. ومع ذلك ، لم يأخذ العالم العلمي أفكار الفيزيائي على محمل الجد في ذلك الوقت. بعد 10 سنوات فقط ، اكتشف الألمان بيكر وبوث إشعاعًا غير عادي عندما تم إشعاع البورون أو البريليوم بجسيمات ألفا. على عكس الأخير ، كانت الجسيمات غير المعروفة المنبعثة من المفاعل لها قوة اختراق أعلى بكثير. وكانت معلماتهم مختلفة. بعد ذلك بعامين ، في عام 1932 ، قرر الكوريون توجيه هذا الإشعاع إلى ذرات أثقل. اتضح أنه تحت تأثير هذه الأشعة غير المعروفة ، تصبح مشعة. هذا التأثير يسمى النشاط الإشعاعي الاصطناعي. في نفس العام ، تمكن جيمس شادويك من تأكيد هذه النتائج ، وأيضًا لمعرفة أن النوى من الذرات تزيلها جسيمات جديدة غير مشحونة ذات كتلة أكبر قليلاً من كتلة البروتون. إن حيادية هذه الجسيمات هي التي سمحت لها باختراق النواة ، وزعزعة استقرارها. لذلك اكتشف تشادويك النيوترون ، مؤكدا أفكار روثرفورد. لم يجلب هذا الاكتشاف فوائد للبشرية فحسب ، بل جلب ضررًا أيضًا. بحلول نهاية العقد ، كان الفيزيائيون قادرين على إثبات أن النوى يمكن أن تنشطر تحت تأثير النيوترونات وأنه يتم إطلاق جزيئات أكثر حيادية. من ناحية ، أدى هذا الاستخدام لمثل هذا التأثير إلى مأساة هيروشيما وناجازاكي ، عقود من الحرب الباردة مع الأسلحة النووية. من ناحية أخرى ، ظهور الطاقة الذرية واستخدام النظائر المشعة في المجالات العلمية المختلفة لتطبيق واسع.

5) مع تطور نظريات الكم ، لم يتمكن العلماء من فهم ما يحدث داخل المادة فحسب ، بل حاولوا أيضًا التأثير على هذه العمليات. تم ذكر حالة النيوترون أعلاه ، ولكن في عام 1947 ، تمكن موظفو الشركة الأمريكية At @ T Bardeen و Brattain و Shockley من تعلم كيفية التحكم في التيارات الكبيرة التي تتدفق عبر أشباه الموصلات باستخدام التيارات الصغيرة. لهذا سيحصلون بعد ذلك على جائزة نوبل. لذلك ولدت الترانزستور ، حيث يتم توجيه تقاطعين p-n تجاه بعضهما البعض. من خلال الانتقال ، يمكن أن يذهب التيار في اتجاه واحد فقط ؛ عندما يتغير القطبية عند الانتقال ، يتوقف التيار عن التدفق. في حالة انتقالين موجهين تجاه بعضهما البعض ، هناك إمكانات فريدة للعمل بالكهرباء. أعطى الترانزستور زخماً هائلاً لتطوير كل العلوم. اختفت المصابيح من الإلكترونيات ، مما قلل بشكل كبير من وزن وحجم المعدات المستخدمة. ظهرت الدوائر الدقيقة المنطقية ، والتي أعطتنا معالجًا دقيقًا في عام 1971 ، ولاحقًا جهاز كمبيوتر حديث. ونتيجة لذلك ، لا يوجد اليوم جهاز واحد أو سيارة أو حتى منزل في العالم لا يستخدم الترانزستور.

6) قام الكيميائي الألماني زيغلر بدراسة تفاعل جرينيارد ، مما ساعد على تبسيط تركيب المواد العضوية بشكل كبير. تساءل العالم - هل من الممكن أن تفعل الشيء نفسه مع المعادن الأخرى؟ كان لمصلحته جانب عملي ، لأنه كان يعمل في معهد قيصر لدراسة الفحم. كان الناتج الثانوي لصناعة الفحم هو الإيثيلين ، الذي يجب التخلص منه بطريقة أو بأخرى. في عام 1952 ، درس زيغلر تحلل أحد الكواشف ، ونتيجة لذلك ، تم الحصول على البولي إيثيلين منخفض الضغط ، HDPE. ومع ذلك ، لم يكن من الممكن حتى الآن بلمرة الإيثيلين بالكامل. ومع ذلك ، بشكل غير متوقع ، ساعدت حالة - بعد نهاية التفاعل ، لم يسقط بوليمر بشكل غير متوقع من القارورة ، ولكن خافت (مركب من جزيئين من الإيثيلين) - ألفا - بيوتين. والسبب في ذلك هو حقيقة أن المفاعل تم تنظيفه بشكل سيئ من أملاح النيكل. أدى هذا إلى تدمير التفاعل الرئيسي ، لكن تحليل الخليط الناتج أظهر أن الأملاح نفسها لم تتغير ، فقد كانت تعمل فقط كمحفز للتعتيم. وعد هذا الاستنتاج بأرباح ضخمة - في السابق ، للحصول على البولي إيثيلين ، كان من الضروري استخدام الكثير من الألمنيوم العضوي ، وتطبيق الضغط العالي ودرجة الحرارة. الآن بدأ زيغلر في البحث عن المحفز الأنسب ، يبحث عن المعادن الانتقالية. في عام 1953 ، تم العثور على العديد منهم في وقت واحد. وتبين أن أقوىها يعتمد على كلوريد التيتانيوم. أخبر زيغلر عن اكتشافه لشركة Montecatini الإيطالية ، حيث تم اختبار محفزاته على البروبيلين. بعد كل شيء ، كونه منتجًا ثانويًا لتكرير النفط ، يكلف أرخص عشر مرات من الإيثيلين ، مما يمنح أيضًا فرصة لتجربة هيكل البوليمر. ونتيجة لذلك ، تم تحديث المحفز قليلاً ، مما أدى إلى تكوين مادة البولي بروبيلين المجسمة ، حيث تم ترتيب جميع جزيئات البروبيلين بنفس الطريقة. أعطى هذا الكيميائي قدرا كبيرا من السيطرة على البلمرة. سرعان ما تم إنشاء المطاط الصناعي. اليوم جعلت المحفزات المعدنية العضوية من الممكن تنفيذ معظم التركيبات أرخص وأسهل ؛ يتم استخدامها في جميع المصانع الكيميائية في العالم تقريبًا. ومع ذلك ، يبقى أهمها بلمرة الإيثيلين والبروبيلين. زيغلر نفسه ، على الرغم من التطبيق الصناعي الهائل لعمله ، كان يعتبر نفسه دائمًا عالمًا نظريًا. الطالب الذي غسل المفاعل بشكل سيئ لم يصبح مشهورًا أيضًا.

7) أصبح 12 أبريل 1961 معلما بارزا في تاريخ البشرية - زار ممثلها الأول الفضاء. لم يكن هذا هو أول صاروخ يطير حول الأرض. في عام 1957 ، تم إطلاق أول قمر صناعي اصطناعي. لكن يوري غاغارين هو الذي أظهر أن أحلام النجوم يمكن أن تصبح يومًا ما حقيقة. اتضح أنه ليس فقط البكتيريا والنباتات والحيوانات الصغيرة ، ولكن أيضًا البشر يمكن أن يعيشوا في انعدام الجاذبية. أدركنا أن المسافة بين الكواكب يمكن تجاوزها. زار الرجل القمر ، ويجري إعداد بعثة استكشافية إلى المريخ. النظام الشمسي مليء بمركبات وكالة الفضاء. يدرس الرجل المقرب زحل والمشتري والمريخ وحزام كويبر. تدور عدة آلاف من الأقمار الصناعية حول كوكبنا. وتشمل هذه الأجهزة الأرصاد الجوية والعلمية (بما في ذلك التلسكوبات المدارية القوية) وسواتل الاتصالات التجارية. هذا يسمح لنا بالاتصال في أي مكان في العالم اليوم. يبدو أن المسافات بين المدن قد انخفضت ، وأصبحت آلاف القنوات التلفزيونية متاحة.

8) كانت ولادة الفتاة لويز لعائلة براون في 26 يوليو 1978 ضجة علمية. كان طبيب النساء والولادة باتريك ستيبتو وعالم الأجنة بوب إدواردز ، اللذان شاركا في الولادة ، فخورين للغاية. والحقيقة أن والدة الفتاة ليزلي عانت من انسداد قناة فالوب. هي ، مثل ملايين النساء الأخريات ، لم تستطع أن تصنع طفلاً بمفردها. استمرت المحاولات 9 سنوات طويلة. تعهد ستيتبو وإدواردز بحل المشكلة ، اللذان قاما بعدة اكتشافات علمية من أجل ذلك. طوروا طريقة لاستخراج بيضة من امرأة ، دون إتلافها ، وخلق الظروف لوجودها في أنبوب اختبار ، ثم تخصيبها وإعادتها بشكل مصطنع. وقد تُوّجت التجربة بالنجاح ، حيث كان الخبراء والآباء مقتنعين بأن لويز هي طفل عادي تمامًا. وبنفس الطريقة ، ساعد والداها في ولادة أختها. ونتيجة لذلك ، بحلول عام 2007 ، ولد أكثر من مليوني شخص باستخدام طريقة الإخصاب في المختبر (IVF). إذا لم يكن لتجارب Steptoe و Edwards ، فسيكون ذلك مستحيلًا. اليوم ، ذهب الدواء إلى أبعد من ذلك - تلد النساء البالغات حفيداتهن ، إذا كان أطفالهن غير قادرين على القيام بذلك بأنفسهن ، يتم تخصيب النساء مع الحيوانات المنوية من الرجال القتلى بالفعل ... تكتسب تقنية التلقيح الاصطناعي شعبية - بعد كل شيء ، أكدت تجارب متعددة أن أطفال أنبوب الاختبار لا يختلفون عن أولئك الذين يتم تصورهم بشكل طبيعي.

9) في عام 1985 ، درس العلماء روبرت كيرل ، وهارولد كروتو ، وريتشارد سمالي ، وهيث أوبراين أطياف أبخرة الجرافيت الناتجة عن الليزر على عينة صلبة. بشكل غير متوقع ، ظهرت لهم قمم غريبة ، والتي تقابل الكتل الذرية 720 و 840 وحدة. سرعان ما توصل العلماء إلى استنتاج أنه تم العثور على نوع جديد من الكربون ، الفوليرين. جاء اسم الاكتشاف من تصميمات بوكمينستر فولر ، التي كانت مشابهة جدًا للجزيئات الجديدة. سرعان ما ظهرت أصناف الكربون في كرة القدم والرجبي. ترتبط أسمائهم بالرياضة ، حيث كان هيكل الجزيئات مشابهًا للكرات المقابلة. تستخدم الفوليرينات ذات الخصائص الفيزيائية الفريدة الآن في العديد من الأجهزة المختلفة. لكن الأهم من ذلك ، سمحت هذه التقنيات للعلماء بإنشاء أنابيب نانوية كربونية ، وهي طبقات ملتوية ومترابطة من الجرافيت. تمكن العلم اليوم من إنشاء أنابيب بقطر 5-6 نانومتر وطول يصل إلى 1 سم. تسمح حقيقة أنها مصنوعة من الكربون بعرض مجموعة متنوعة من الخصائص الفيزيائية - من أشباه الموصلات إلى المعدنية. يتم تطوير مواد جديدة لخطوط الألياف الضوئية وشاشات العرض ومصابيح LED على أساس الأنابيب النانوية. بمساعدة الاختراع ، أصبح من الممكن توصيل مواد نشطة بيولوجيًا إلى المكان الصحيح في الجسم ، لإنشاء ما يسمى الماصات النانوية. تم تطوير مستشعرات كيميائية شديدة الحساسية ويتم استخدامها الآن في المراقبة البيئية والتطبيقات الطبية والتكنولوجيا الحيوية والتطبيقات العسكرية. تساعد الأنابيب النانوية على إنشاء الترانزستورات ، ويتم إنشاء خلايا الوقود والأسلاك النانوية منها. آخر التطورات في هذا المجال هو العضلات الاصطناعية.في عام 2007 ، تم نشر الدراسات التي تبين أن مجموعة من الأنابيب النانوية يمكن أن تتصرف بشكل مشابه لأنسجة العضلات. على الرغم من أن توصيل التيار الكهربائي في التكوين الاصطناعي يشبه العضلات الطبيعية ، إلا أن العضلات النانوية لا تبلى بمرور الوقت. تحملت هذه العضلات نصف مليون انضغاط بنسبة 15 ٪ من حالتها الأصلية ، ولم يتغير الشكل والخصائص الميكانيكية والموصلية نتيجة لذلك. ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟ من الممكن أن يحصل الأشخاص ذوو الإعاقة يومًا ما على أذرع وأرجل وأعضاء جديدة ، والتي لا يمكن التحكم فيها إلا من خلال قوة الفكر. بعد كل شيء ، التفكير في العضلات هو بمثابة إشارة كهربائية لتنشيطه.

10) أصبحت التسعينات عصر التكنولوجيا الحيوية. كان أول ممثل جدير بعمل العلماء في هذا الاتجاه هو الأغنام العادية. عادة كانت فقط ظاهريًا. من أجل ظهورها ، يعمل موظفو معهد روزلين ، الذي عمل في إنجلترا بجد لعدة سنوات. تم تحطيم خلية البيض ، التي ولدت منها دوللي الشهيرة في وقت لاحق ، بالكامل ، ثم تم وضع نواة الخلية من الأغنام البالغة. تم إعادة الجنين إلى الرحم وبدأ في توقع النتيجة. تجاوزت دوللي في رتبة المرشحين للحصول على لقب استنساخ أول لكائن حي كبير ما يقرب من 300 مرشح - توفي جميعهم في مراحل مختلفة من التجربة. على الرغم من أن الأغنام الأسطورية نجت ، إلا أن مصيرها لا يحسد عليه. بعد كل شيء ، نهايات الحمض النووي ، التيلوميرات ، التي تعمل كساعة بيولوجية للجسم ، قد احتسبت بالفعل 6 سنوات في جسم أم دوللي. بعد 6 سنوات أخرى من عمر الاستنساخ نفسه ، في فبراير 2003 ، مات الحيوان من أمراض الشيخوخة التي سقطت عليه - التهاب المفاصل والالتهاب الرئوي المحدد وأمراض أخرى. لكن ظهور Dolly على غلاف مجلة Nature في عام 1997 أحدثت بعض الرواج - أصبحت رمزًا لتفوق الإنسان والعلم على الطبيعة نفسها. في السنوات التالية بعد استنساخ دوللي ، لوحظ ظهور نسخ لمجموعة متنوعة من الحيوانات - الكلاب ، الخنازير الصغيرة ، القوبيون. تمكنا حتى من الحصول على استنساخ من الجيل الثاني - استنساخ من استنساخ. ومع ذلك ، حتى الآن ، لا تزال مشكلة التيلوميرات دون حل ، ولا يزال الاستنساخ البشري حول العالم محظورًا. لكن هذا المجال من العلوم لا يزال مثيرًا للاهتمام وواعدًا للغاية.


شاهد الفيديو: إكتشافات صدمت العلماء عند رؤيتها. تبين أنها موجودة بالفعل!!


المقال السابق

أكثر الحروب دموية

المقالة القادمة

كيف تقابل الرجل