Автор: Dmitry Bratskikh. Поскольку мы приближаемся к Новому году, я подумал, что было бы забавно открыть дискуссию: «Какое величайшее научное открытие всех времен?». Возможно, это одна из тем, которые вы могли бы затронуть в новогоднюю ночь за выпивкой с друзьями и семьей). Ниже я выдвину несколько претендентов за которых вы можете проголосовать в опросе. Интересно было бы узнать, какие открытия вы считаете величайшими, поэтому не стесняйтесь, пожалуйста, продолжайте в комментариях, самые залайканные, я добавлю в опрос.

Несмотря на то, что большинство из представленных открытий в списки всемирно известны, я старался быть максимально скрупулёзным в поисках источников и описании теорий, но не лез слишком глубоко, хотя можно найти кучу статей на каждую из тем. Поэтому прилагаю ссылку на статью с более подробным описанием ниже каждого открытия.

Скачать и ознакомиться со статьями вы можете, используя бота.

Если что-то написано некоректно, то, пожалуйста, предложите исправление, и я внесу его как можно скорее.

Итак, в произвольном порядке начнем…

________________________________________

1. Система Коперникум

В 1543 году, находясь на смертном одре, польский астроном Николай Коперник опубликовал свою теорию о том, что Солнце представляет собой неподвижное тело в центре Солнечной системы, вокруг которого вращаются планеты.

До того, как была введена система Коперника, астрономы считали, что Земля находится в центре Вселенной.

Николай Коперник: гелиоцентрическая система мира Источник: https://rosuchebnik.ru/…istema-mira/

Thomas Digges, the Copernican System, and the Idea of the Infinity of the Universe in 1576

2. Электричество

Майкл Фарадей сделал два больших открытия, которые изменили нашу жизнь. В 1821 году он обнаружил, что, когда провод, по которому течет электрический ток, помещается рядом с одним магнитным полюсом, провод начинает вращаться. Это привело к разработке электродвигателя. Десять лет спустя он стал первым человеком, который произвел электрический ток, перемещая провод через магнитное поле.

Эксперимент Фарадея создал первый генератор, предшественник огромных генераторов, которые производят наше электричество.

Дипольный (слева) и соленоидный (справа) магниты с поперечным и аксиальным магнитными полями соответственно. Источник: https://www.mdpi.com/…97/8/1/5/htm

History of Electricity

3. Изображение эволюции

Когда Чарльз Дарвин, британский натуралист, в 1859 году выдвинул теорию эволюции, он изменил наше представление о том, как развивалась жизнь на Земле. Дарвин утверждал, что все организмы со временем развиваются или изменяются очень медленно. Эти изменения являются приспособлениями, которые позволяют виду выживать в окружающей среде. Эти приспособления происходят случайно. Если вид не адаптируется, он может вымереть. Он назвал этот процесс естественным отбором.

Изображение эволюции

Darwinian evolution in the genealogy of haemoglobin

4. Луи Пастер

До того, как французский химик Луи Пастер начал эксперименты с бактериями в 1860-х годах, люди не знали, что вызывает болезнь. Он не только обнаружил, что болезнь вызывается микроорганизмами, но также понял, что бактерии можно убить нагреванием и дезинфицирующим средством. Эта идея заставила врачей мыть руки и стерилизовать инструменты, что спасло миллионы жизней.

Эксперименты с бактериями

Louis Pasteur (1822–1895)

5. Теория относительности

Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, которую он опубликовал в 1905 году, объясняет отношения между скоростью, временем и расстоянием. Сложная теория утверждает, что скорость света всегда остается неизменной независимо от того, насколько быстро кто-то или что-то движется к нему или от него.

Эта теория стала основой для большей части современной науки.

Специальная теория относительности

The General Theory of Relativity

6. Теория большого взрыва

Никто точно не знает, как возникла Вселенная, но многие ученые считают, что это произошло около 13,7 миллиардов лет назад в результате мощного взрыва, называемого Большим взрывом. В 1927 году Жорж Лематр предложил теорию Большого Взрыва Вселенной. Теория гласит, что вся материя во Вселенной изначально была сжата в крошечную точку. За долю секунды точка расширилась, и вся материя мгновенно заполнила то, что сейчас является нашей Вселенной.

Это событие положило начало времени. Научные наблюдения, кажется, подтверждают теорию.

The Discovery of the Big Bang

7. Пенициллин

Антибиотики — это сильнодействующие лекарства, которые убивают опасные бактерии в нашем организме, вызывающие болезни. В 1928 году Александр Флеминг, участвовавший в нашем блоге «Величайшие шотландские ученые», открыл первый антибиотик, пенициллин, который он вырастил в своей лаборатории с использованием плесени и грибков.

Без антибиотиков такие инфекции, как острый фарингит, могут быть смертельными.

Общая структура пенициллинов

Penicillin: its discovery and early development

8. ДНК

28 февраля 1953 года Джеймс Уотсон из США и Фрэнсис Крик из Англии сделали одно из величайших научных открытий в истории. Двое ученых обнаружили структуру двойной спирали ДНК. Он состоит из двух нитей, которые переплетаются друг с другом и имеют почти бесконечное разнообразие химических паттернов, которые создают инструкции для человеческого тела. Наши гены состоят из ДНК и определяют, каковы наши вещи, например, какой у нас цвет волос и глаз. В 1962 году за эту работу они были удостоены Нобелевской премии.

РНК и ДНК

Friedrich Miescher and the discovery of DNA

9. Периодическая таблица

Периодическая таблица основана на Периодическом законе 1869 года, предложенном русским химиком Дмитрием Менделеевым. Он заметил, что при упорядочении по атомному весу химические элементы выстраиваются в группы со сходными свойствами. Он смог использовать это, чтобы предсказать существование неоткрытых элементов и отметить ошибки в атомных весах.

В 1913 году Генри Мозли из Англии подтвердил, что таблицу можно сделать более точной, расположив элементы по атомному номеру, то есть количеству протонов в атоме элемента.

Старейшая периодическая таблица

The discovery of the periodic table as a case of simultaneous discovery

10. Квантовая теория

Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Он получил Нобелевскую премию по физике 1922 года за исследования структуры атома и за работу по развитию квантовой теории.

Хотя он помог разработать атомную бомбу, он часто выступал за использование атомной энергии в мирных целях.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИИЦЫ

Einstein and the quantum theory

11. ВИЧ/СПИД

В 1983 и 1984 годах Люк Монтанье из Франции и Роберт Галло из США открыли вирус ВИЧ и определили, что он является причиной СПИДа. С тех пор ученые разработали тесты, чтобы определить, есть ли у человека ВИЧ. Людей с положительным тестом призывают принять меры предосторожности, чтобы предотвратить распространение болезни.

Три стадии ВИЧ-инфекции

The evolving epidemiology of HIV/AIDS

12. Искусственный интеллект

Мы часто смотрим на искусственный интеллект с точки зрения человека, например, на роботов, которые начинают думать самостоятельно (и, возможно, захватят мир), но для меня искусственный интеллект — это одно из величайших научных открытий всех времен, потому что он позволяет машинам учиться и обрабатывать больше информации, чем мы когда-либо могли, как люди.

Со всеми большими данными, генерируемыми проектами геномики и электронными медицинскими записями со всего мира, компьютеры с искусственным интеллектом могут научиться выявлять закономерности во всей этой информации, что приведет к более быстрым открытиям и огромным скачкам вперед в нашем понимании болезней и способов их лечения.

Глубокое машинное обучение использует «язык белков»

Heading toward Artificial Intelligence 2.0

13. Медицинская визуализация

Медицинская визуализация является важным инструментом клинического анализа, позволяющим врачам видеть то, что скрыто кожей и костями, для точной диагностики и лечения заболеваний. Все эти научные инновации, от рентгеновских лучей и рентгенографии до МРТ и ультразвуковых технологий, помогли сделать современную медицину наименее инвазивной, при этом обеспечивая наилучшие результаты для пациентов.

В частности, Вильгельм Рентген, немецкий физик, открыл рентгеновские лучи в 1895 году. Рентгеновские лучи проходят прямо через некоторые вещества, такие как плоть и дерево, но останавливаются другими, такими как кости и свинец. Это позволяет использовать их для обнаружения сломанных костей или взрывчатых веществ внутри чемоданов, что делает их полезными для врачей и сотрудников службы безопасности. За это открытие Рентген был впервые удостоен Нобелевской премии по физике в 1901 году.

Медицинская визуализация действительно демонстрирует, как наука и технология дополняют друг друга, поскольку одна развивает другую.

Медицинская визуализация

The New Era of Medical Imaging — Progress and Pitfalls

14. Интернет

Возможно, величайшее технологическое изобретение нашего времени. Поистине выдающееся достижение в области физики и инженерии, Интернет оказал огромное влияние на всех нас, и, в частности, в области науки он соединил ученых со всего мира и позволил им легче обмениваться информацией и исследованиями, поощрять международное сотрудничество, предоставлять научные ресурсы и документы для больше людей, чем когда-либо.

История интернета

A brief history of the internet

________________________________________

Из недавних:

15. Обнаружение первых гравитационных волн

В 1916 году Альберт Эйнштейн предположил, что когда объекты с достаточной массой ускоряются, они иногда могут создавать волны, которые движутся сквозь ткань пространства и времени, как рябь на поверхности пруда. Хотя позже Эйнштейн сомневался в их существовании, эти пространственно-временные морщины, называемые гравитационными волнами, являются ключевым предсказанием теории относительности, и их поиски занимали исследователей на протяжении десятилетий. Хотя убедительные намеки на волны впервые появились в 1970-х годах, никто не обнаруживал их напрямую до 2015 года, когда базирующаяся в США обсерватория LIGO почувствовала толчок отдаленного столкновения двух черных дыр. Открытие, о котором было объявлено в 2016 году, открыло новый способ «услышать» космос.

В 2017 году LIGO и европейская обсерватория Virgo ощутили еще одну серию толчков, на этот раз вызванных столкновением двух сверхплотных объектов, называемых нейтронными звездами. Телескопы по всему миру видели связанный с этим взрыв, что сделало это событие первым в истории, наблюдаемым как в световых, так и в гравитационных волнах. Эти важные данные дали ученым беспрецедентный взгляд на то, как работает гравитация и как образуются такие элементы, как золото и серебро.

Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger

The first gravitational-wave source from the isolated evolution of two stars in the 40–100 solar mass range

16. Встряхивание генеалогического дерева человечества

В 2010 году Ли Бергер представил далекого предка по имени Australopithecus sediba. Пять лет спустя он объявил, что в южноафриканской пещерной системе «Колыбель человечества» обнаружены окаменелости нового вида: Homo naledi, гоминида, чья «мозаичная» анатомия напоминает как современных людей, так и гораздо более древних родственников.

Последующее исследование также показало, что H. naledi удивительно молод, живя по крайней мере между 236 000 и 335 000 лет назад. Другие замечательные открытия были сделаны в Азии. В 2010 году группа ученых объявила, что ДНК, извлеченная из древней сибирской кости, не похожа ни на одну из ДНК современного человека, что стало первым свидетельством происхождения потомков, называемых теперь денисовцами. В 2018 году в Китае были обнаружены каменные орудия возрастом 2,1 миллиона лет, что подтверждает, что производители инструментов распространились в Азии на сотни тысяч лет раньше, чем считалось ранее. В 2019 году исследователи на Филиппинах объявили об окаменелостях Homo luzonensis, нового типа гоминина, похожего на Homo floresiensis.

The Human Family Tree

Shaking up the Tree of Life

17. Открытие тысяч новых экзопланет

Человеческие знания о планетах, вращающихся вокруг далеких звезд, сделали гигантский скачок вперед в 2010-х годах, в немалой степени благодаря космическому телескопу НАСА «Кеплер». С 2009 по 2018 год только Кеплер обнаружил более 2700 подтвержденных экзопланет, что составляет более половины текущего общего количества. Среди них; первая подтвержденная каменистая экзопланета. Его преемник TESS, запущенный в 2018 году, уже находит гораздо больше экзопланет. Надеюсь, в ближайшие годы мы увидим гораздо больше.

В 2017 году исследователи объявили об открытии TRAPPIST-1, звездной системы всего в 39 световых годах от нас, в которой находятся семь планет размером с Землю; больше всего встречается вокруг любой звезды, кроме Солнца.

За год до этого проект Pale Red Dot объявил об открытии Проксимы b, планеты размером с Землю, которая вращается вокруг Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, находящейся всего в 4,25 световых года от нас.

Некоторые из крупнейших экзопланет в масштабе. Авторы и права: NASA / ESA / Hubble.

A CATALOG OF KEPLER HABITABLE ZONE EXOPLANET CANDIDATES

18. Технология CRISPR

Огромный прогресс в нашей способности точно редактировать ДНК был достигнут в последнее время, во многом благодаря идентификации системы Crispr-Cas9. Некоторые бактерии естественным образом используют Crispr-Cas9 в качестве иммунной системы, поскольку он позволяет им хранить фрагменты вирусной ДНК, распознавать любой будущий соответствующий вирус, а затем нарезать ДНК вируса на ленточки. В 2012 году исследователи предложили использовать Crispr-Cas9 в качестве мощного инструмента генетического редактирования, поскольку он точно разрезает ДНК способами, которые ученые могут легко настроить. В течение нескольких месяцев другие команды подтвердили, что этот метод работает с ДНК человека. С тех пор лаборатории всего мира стремились идентифицировать подобные системы, модифицировать Crispr-Cas9, чтобы сделать его еще более точным, и экспериментировать с его применением в сельском хозяйстве и медицине.

Схема редактирования генома с помощью системы CRISPR/Cas9

Applications of CRISPR technologies in research and beyond

19. Бозон Хиггса

Как материя приобретает массу? В 1960-х и 1970-х годах физики, в том числе Питер Хиггс и Франсуа Энглер, предложили решение в виде нового энергетического поля, которое пронизывает Вселенную и теперь называется полем Хиггса. Это теоретическое поле также пришло с связанной с ним фундаментальной частицей, которую сейчас называют бозоном Хиггса. В июле 2012 года поиски, длившиеся несколько десятилетий, закончились, когда две команды на Большом адронном коллайдере ЦЕРН объявили об обнаружении бозона Хиггса.

Это открытие дополнило последнюю недостающую часть Стандартной модели, впечатляюще успешной — хотя и неполной — теории, описывающей три из четырех фундаментальных сил в физике и все известные элементарные частицы.

Детектор ATLAS

A Phenomenological Profile of the Higgs Boson

20. Вакцина COVID-19

До пандемии COVID-19 существовала устоявшаяся совокупность знаний о структуре и функциях коронавирусов, вызывающих такие заболевания, как тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС) и ближневосточный респираторный синдром (БВРС).

Эти знания ускорили разработку различных платформ вакцин в начале 2020 года. Первоначально вакцины против SARS-CoV-2 были направлены на профилактику симптоматических, часто тяжелых заболеваний. Вакцины против COVID-19 в настоящее время широко известны за их роль в снижении тяжести и смертности, вызванных COVID-19.

Строение и генетический цикл коронавируса. Слева: общий вид. Справа: схема репликации.

A global database of COVID-19 vaccinations

________________________________________

Итак, мы наконец-то в конце нашего невероятно длинного списка. Для меня было важно иметь хорошее сочетание нового и старого, учитывая насколько старые открытия выдержали испытание временем и ускорили дальнейшие исследования, не игнорируя при этом недавние открытия, которые фантастичны сами по себе.