Процессор для искусственного интеллекта, 3D-принтер для человеческих органов, посадка зонда на комету и другие важные научные события и технологические новинки прошедшего года.
Зачастую реальные достижения науки оказываются более поразительными, чем самые смелые предсказания фантастов. iBusiness представляет обзор самых впечатляющих достижений науки за 2014 год и новых технологий, способных изменить привычный нам мир.
Нейросинаптический процессор IBM
Одним из самых значимых событий 2014 года в сфере компьютерной техники стало не появление увеличенного iPhone 6, а презентация компанией IBM первого рабочего образца нейросинаптического чипа TrueNorth, принцип работы которого похож на механизм функционирования человеческого мозга.От традиционных процессоров, построенных на архитектуре фон Неймана, он отличается тем, что одно ядро чипа содержит сразу вычислительный и коммуникационный модули, а также собственную память. В результате все ядра процессора могут работать параллельно, обрабатывая за единицу времени очень большие объемы данных, а мощность всей вычислительной системы очень легко наращивать, просто соединяя несколько чипов.
Чип IBM TrueNorth эмулирует работу одного миллиона нейронов и 256 миллионов программируемых синапсов
Чип TrueNorth размером с почтовую марку создан на базе 28-нм техпроцесса, содержит 4096 ядер, 5,4 миллиарда транзисторов и требует для работы всего 70 милливатт, что значительно меньше энергопотребления современных традиционных процессоров. При этом он моделирует работу одного миллиона нейронов, 256 миллионов программируемых синапсов и способен производить до 46 миллиардов операций в секунду на один ватт.
Появление TrueNorth обещает настоящий переворот в области облачных вычислений — системы на нейросинаптических чипах могут значительно ускорить сложные процессы, такие как распознавание образов, машинный перевод и анализ больших данных. Компьютеры с подобными процессорами могут стать центром «умных» автомобилей, систем безопасности и многих других видов техники. В IBM планируют адаптировать чип и к мобильным устройствам, что позволит увеличить производительность смартфонов и планшетов, а также значительно продлить время их автономной работы. В перспективе нейросинаптическая технология даже позволит создать компьютер, сопоставимый по вычислительной мощности с человеческим мозгом.
Миниатюрный радиоконтроллер
Одним из главных трендов развития компьютерной техники за последние несколько лет стал «интернет вещей» — объединение различных устройств, от лампочек до бытовой техники и автомобилей, в единую сеть с возможностью удаленного управления и «умным» режимом автоматической работы. Два «условия» для начала массового распространения подобных устройств уже существуют — это интернет как набор технологий и инфраструктура для передачи данных, и различная мобильная техника, которая может использоваться для управления.В прошедшем году команда инженеров из Стенфордского университета представила недостающий третий компонент — мини-контроллеры, способные получать и ретранслировать команды, переданные с помощью радиосигнала.
Размеры радиоконтроллера составляют около 2 мм
Уникальность этих модулей, помимо миниатюрных размеров, состоит в том, что они не требуют собственного источника питания — вся необходимая для их работы энергия извлекается непосредственно из электромагнитных волн, переносящих сам радиосигнал. Кроме этого, модули имеют очень низкую себестоимость, что позволяет оснастить ими буквально каждую вещь из окружения современного человека. Появление контроллеров с такими характеристиками значительно ускорит выход новой подключаемой техники и распространение «интернета вещей» в целом.
Микро 3D-печать
Сейчас 3D-принтеры используются преимущественно для печати несложных фигур из пластика, которые не могут похвастаться ни высокой точностью изготовления, ни прочностью. Кардинально изменить ситуацию призваны печатные установки, разработанные учеными из Гарвардского университета. Созданные ими принтеры способны использовать сочетания самых разных материалов при печати, от полимеров и металлов до живых клеток, и обеспечивают точность до одного микрометра.3D-принтеры, разработанные в Гарвардском университете, способны печатать живыми клетками
При помощи подобных установок в лаборатории уже были напечатаны такие вещи, как литий-ионные батареи, бионические протезы уха, сочетающие живую ткань и электронные компоненты, ткани сетчатки глаза и даже образцы тканей с системой кровеносных сосудов.
В перспективе такие устройства могут быть использованы для высокоточной печати электронных компонентов по индивидуальному дизайну, а в медицине — для изготовления искусственных органов для тестирования лекарств или даже пересадки пациентам.
Подключение роботизированных протезов к нервной системе человека
Поразительных результатов в разработке человеко-машинного интерфейса удалось достигнуть в прошедшем году ученым из университета Джона Хопкинса. Они успешно продемонстрировали работу системы управления механическими протезами, подключенными непосредственно к нервной системе человека. Благодаря этой технологии пациент, потерявший обе руки в результате несчастного случая, смог одновременно управлять двумя роботизированными манипуляторами и выполнять довольно сложные действия.Роботизированные протезы подключаются напрямую к нервной системе человека и обладают обучаемостью
Интересно, что система, подключенная к нервам, обладает «обучаемостью». По мере использования протезов выполнять с их помощью различные действия становится проще, так как управление адаптируется к поступающим нервным импульсам.
Хотя вживление роботизированных конечностей требует серьезной подготовки и хирургического вмешательства, успешное завершение эксперимента показало, что возможно совмещение электронных компонентов с нервной системой человека. Такие протезы могут найти применение в медицине уже в ближайшем будущем.
Посадка зонда Philae на комету Чурюмова — Герасименко
Одним из самых впечатляющих научных событий 2014 года, без сомнения, можно считать посадку автоматического зонда Philae на комету P67 Чурюмова — Герасименко. Она стала весьма наглядной иллюстрацией возможностей современной космической науки — посадка зонда на комету, движущуюся со скоростью 21,6 км/сек, была осуществлена после десятилетнего полета с очень сложной траекторией. Суммарный путь, проделанный аппаратом Rosetta, составил почти шесть миллиардов километров.Посадка зонда Philae на комету стала результатом 10 лет полета
Посадка зонда на комету прошла не совсем гладко: аппарат, скорее всего, оказался лежащим «на боку» и в тени от скалы, что не позволяет солнечным батареям модуля обеспечить его энергией, необходимой для длительной работы. Несмотря на это, в результате миссии ученым удалось получить множество данных, значительную часть которых еще только предстоит обработать. Удалось проанализировать внутреннее строение кометы, найти на ней воду и органические вещества.
В данный момент зонд «Филы» находится в спящем режиме из-за недостаточного количества энергии, вырабатываемой солнечными батареями. Ученые надеются, что приближение кометы к Солнцу улучшит ситуацию и аппарат можно будет активировать уже этой весной для сбора дополнительных данных.
За последние несколько веков мы совершили бесчисленное множество открытий, которые помогли значительно улучшить качество нашей повседневной жизни и понять, как устроен мир вокруг нас. Оценить всю важность этих открытий очень сложно, если не сказать, что почти невозможно. Но одно ясно наверняка – некоторые из них буквально изменили нашу жизнь раз и навсегда. От пенициллина и винтового насоса до рентгена и электричества, перед вами список из 25 величайших открытий и изобретений человечества.
25. Пенициллин
Если бы в 1928 году шотландский ученый Александр Флеминг (Alexander Fleming) не открыл пенициллин, первый антибиотик, мы до сих пор бы умирали от таких болезней, как язва желудка, от абсцессов, стрептококковых инфекций, скарлатины, лептоспироза, болезни Лайма и многих других.
24. Механические часы
Фото: pixabay
Существуют противоречивые теории о том, как же на самом деле выглядели первые механические часы, но чаще всего исследователи придерживаются версии, что в 723 году нашей эры их создал китайский монах и математик Ай Ксинг (I-Hsing). Именно это основополагающее изобретение позволило нам измерять время.
23. Гелиоцентризм Коперника
Фото: WP / wikimedia
В 1543 году практически на смертном одре польский астроном Николай Коперник обнародовал свою знаменательную теорию. Согласно трудам Коперника стало известно, что Солнце – нашей планетной системы, а все ее планеты вращаются вокруг нашей звезды каждая по своей орбите. До 1543 года астрономы полагали, что именно Земля была центром Вселенной.
22. Кровообращение
Фото: Bryan Brandenburg
Одним из самых важных открытий в медицине стало открытие системы кровообращения, о чем в 1628 году объявил английский врач Вильям Харви (William Harvey). Он стал первым человеком, описавшим всю систему циркуляции и свойства крови, которую сердце качает по всему нашему телу от мозга до кончиков пальцев.
21. Винтовой насос
Фото: David Hawgood / geographic.org.uk
Один из известнейших древнегреческих ученых, Архимед, считается автором одного из первых в мире водяных насосов. Его устройство представляло собой вращающийся штопор, который проталкивал воду вверх по трубе. Это изобретение продвинуло ирригационные системы на новый уровень и до сих пор используется на многих заводах по очистке сточных вод.
20. Гравитация
Фото: wikimedia
Все знают эту историю – Исаак Ньютон, знаменитый английский математик и физик, открыл гравитацию после того, как в 1664 году ему на голову упало яблоко. Благодаря этому событию мы впервые узнали, почему предметы падают вниз, и почему планеты вращаются вокруг Солнца.
19. Пастеризация
Фото: wikimedia
Пастеризация была открыта в 1860-х годах французским ученым Луи Пастером (Louis Pasteur). Она представляет собой процесс термической обработки, во время которой в определенных продуктах питания и напитках (вино, молоко, пиво) происходит разрушение патогенных микроорганизмов. Это открытие возымело значительное влияние на общественное здравоохранение и развитие пищевой промышленности во всем мире.
18. Паровой двигатель
Фото: pixabay
Всем известно, что современная цивилизация ковалась на заводах, построенных во время промышленной революции, и что все это происходило с использованием паровых двигателей. Двигатель, приводимый в действие силой пара, был создан давно, но за последнее столетие он был существенно доработан тремя британскими изобретателями: Томасом Сэйвери, Томасом Ньюкаменом и самым знаменитым из них – Джеймсом Ваттом (Thomas Savery, Thomas Newcomen, James Watt).
17. Кондиционер
Фото: Ildar Sagdejev / wikimedia
Примитивная система климат-контроля существовала с древних времен, но она существенно изменилась, когда в 1902 году появился первый современный электрический кондиционер. Его изобрел молодой инженер по имени Виллис Карриер (Willis Carrier), выходец из Баффало, штат Нью-Йорк (Buffalo, New York).
16. Электричество
Фото: pixabay
Судьбоносное открытие электричества причисляется английскому ученому Майклу Фарадею (Michael Faraday). Среди его ключевых открытий стоит отметить принципы действия электромагнитной индукции, диамагнетизм и электролиз. Эксперименты Фарадея также привели к созданию первого генератора, ставшего предшественником огромных генераторов, которые сегодня производят привычное нам в повседневной жизни электричество.
15. ДНК
Фото: pixabay
Многие считают, что именно американский биолог Джеймс Ватсон и английский физик Фрэнсис Крик (James Watson, Francis Crick) в 1950-х годах открыли , но на самом деле впервые эта макромолекула была выявлена еще в конце 1860-х годов швейцарским химиком Фридрихом Майшером (Friedrich Miescher). Затем спустя несколько десятилетий после открытия Майшера уже другие ученые провели ряд исследований, которые наконец-то помогли нам прояснить, как организм передает свои гены следующему поколению, и как координируется работа его клеток.
14. Анестезия
Фото: Wikimedia
Простые формы анестезии, такие как опиум, мандрагора и алкоголь, использовались людьми издавна, и первые упоминания о них ссылаются аж на 70 год нашей эры. Но с 1847 года обезболивание перешло на новый уровень, когда американский хирург Генри Бигелоу (Henry Bigelow) впервые ввел в свою практику эфир и хлороформ, сделав крайне болезненные инвазивные процедуры намного более переносимыми.
13. Теория относительности
Фото: Wikimedia
Включая две взаимосвязанные теории Альберта Эйнштейна (Albert Einstein), специальную и общую теорию относительности, теория относительности, опубликованная в 1905 году, преобразовала всю теоретическую физику и астрономию 20 века и затмила 200-летнюю теорию механики, предложенную Ньютоном. Теория относительности Эйнштейна стала основой для большей части научных работ современности.
12. Рентгеновские лучи
Фото: Nevit Dilmen / wikimedia
Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Rontgen) нечаянно открыл рентгеновские лучи в 1895 году, когда он наблюдал за флюоресценцией, возникающей при работе катодно-лучевой трубки. За это поворотное открытие в 1901 году ученый был удостоен Нобелевской премии, ставшей первой в своем роде в области физических наук.
11. Телеграф
Фото: wikipedia
С 1753 года многие исследователи проводили свои эксперименты для установления связи на расстоянии с помощью электричества, но значительный прорыв произошел лишь спустя несколько десятилетий, когда в 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэйви (Joseph Henry, Edward Davy) изобрели электрическое реле. С помощью этого устройства они и создали первый телеграф 2 года спустя.
10. Периодическая система химических элементов
Фото: sandbh / wikimedia
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев заметил, что если упорядочить химические элементы по их атомной массе, они условно выстраиваются в группы с похожими свойствами. На основании этой информации он создал первую периодическую систему, одно из величайших открытий в химии, которое позже прозвали в его честь таблицей Менделеева.
9. Инфракрасные лучи
Фото: AIRS / flickr
Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом Вильямом Хершелем (William Herschel) в 1800 году, когда он изучал нагревательный эффект света разных цветов, используя для разложения света в спектр призму, и измеряя изменения термометрами. Сегодня инфракрасное излучение используется во многих областях нашей жизни, включая метеорологию, системы подогрева, астрономию, отслеживание теплоемких объектов и многие другие сферы.
8. Ядерный магнитный резонанс
Фото: Mj-bird / wikimedia
Сегодня ядерный магнитный резонанс постоянно используют в качестве чрезвычайно точного и эффективного диагностического инструмента в области медицины. Впервые это явление было описано и вычислено американским физиком Исидором Раби (Isidor Rabi) в 1938 году во время наблюдения за молекулярными пучками. В 1944 году за это открытие американскому ученому вручили Нобелевскую премию по физике.
7. Отвальный плуг
Фото: wikimedia
Изобретенный в 18-ом столетии, отвальный плуг стал первым плугом, который не только вскапывал почву, но и размешивал ее, что позволило обрабатывать в сельскохозяйственных целях даже очень неподатливую и каменистую землю. Без этого орудия сельское хозяйство, каким мы знаем его сегодня, в северной Европе или в центральной Америке не существовало бы.
6. Камера-обскура
Фото: wikimedia
Предшественником современных фотоаппаратов и видеокамер стала камера-обскура (в переводе темная комната), которая была оптическим устройством, используемым художниками создания быстрых набросков во время выездов за пределы своих мастерских. Отверстие в одной из стенок устройства служило для создания перевернутого изображения того, что происходило снаружи камеры. Картинка отображалась на экране (на противоположной от отверстия стенке темного ящика). Эти принципы были известны веками, но в 1568 году венецианец Даниель Барбаро (Daniel Barbaro) внес изменения в устройство камеры-обскура, дополнив его собирающими линзами.
5. Бумага
Фото: pixabay
Первыми примерами современной бумаги часто считают папирус и амате, которые использовали древние средиземноморские народы и доколумбовые американцы. Но было бы не совсем верно считать их настоящей бумагой. Ссылки на первое производство писчей бумаги относятся к Китаю во времена правления империи Восточная Хань (25-220 годы нашей эры). Первая бумага упоминается в летописях, посвященных деятельности судебного сановника Цай Луна (Cai Lun).
4. Тефлон
Фото: pixabay
Материал, благодаря которому ваша сковорода не пригорает, на самом деле был изобретен абсолютно случайно американским химиком Роем Планкетт (Roy Plunkett), когда тот искал замену холодильным агентам, чтобы обезопасить домашний быт. Во время одного из своих экспериментов ученый открыл странную скользкую смолу, которая позже стала больше известной как тефлон.
3. Теория эволюции и естественного отбора
Фото: wikimedia
Вдохновленный своими наблюдениями в ходе второго исследовательского путешествия в 1831-1836 годах, Чарльз Дарвин (Charles Darwin) приступил к написанию своей знаменитой теории эволюции и естественного отбора, ставшей по мнению ученых со всего света ключевым описанием механизма развития всего живого на Земле
2. Жидкие кристаллы
Фото: William Hook / flickr
Если бы австрийский ботаник и физиолог Фридрих Райницер (Friedrich Reinitzer) не открыл жидкие кристаллы во время проверки физико-химических свойств различных производных холестерина в 1888 году, сегодня вы бы не знали, что такое телевизоры с жидкокристаллическими экранами или плоские LCD мониторы.
1. Вакцина от полиомиелита
Фото: GDC Global / flickr
26 марта 1953 года американский медицинский исследователь Йонас Солк (Jonas Salk) объявил, что ему удалось провести успешные испытания вакцины против полиомиелита, вируса, который вызывает тяжелое хроническое заболевание. В 1952 году из-за эпидемии этого недуга диагноз был поставлен 58 000 жителей США, и болезнь унесла 3 000 невинных жизней. Это подстегнуло Солка на поиски спасения, и теперь цивилизованный мир в безопасности хотя бы от этой беды.
Практически каждый, кто интересуется историей развития науки, техники и технологий - хоть раз в своей жизни задумывался над тем, каким путем могло бы пойти развитие человечества без знания математики или, например, не будь у нас такого необходимого предмета как колесо, ставшего чуть ли не основой развития человечества. Однако зачастую рассматриваются и удостаиваются внимания лишь ключевые открытия, в то время как открытия менее известные и распространенные порой попросту не упоминаются, что, впрочем, не делает их незначительными, ведь каждое новое знание дает человечеству возможность забраться на ступеньку выше в своем развитии.
XX век и его научные открытия превратился в настоящий Рубикон, перейдя который, прогресс ускорил свой шаг в несколько раз, отождествляя себя со спортивным болидом за которым невозможно угнаться. Для того, что бы сейчас удержаться на гребне научной и технологической волны, необходимы не дюжие навыки. Конечно, можно читать научные журналы, различного рода статьи и работы ученых, которые бьются над решением той или иной задачи, однако даже в этом случае угнаться за прогрессом не получится, а стало быть остается наверстывать упущенное и наблюдать.
Как известно, для того, что бы смотреть в будущее, необходимо знать прошлое. Поэтому сегодня речь пойдет именно о XX веке, веке открытий, который изменил образ жизни и окружающий нас мир. Стоит сразу отметить, что это не будет список лучших открытий века или какой-либо иной топ, это будет краткий осмотр части тех открытий, которые изменяли, а возможно и изменяют мир.
Для того, что бы говорить об открытиях, следует охарактеризовать само понятие. За основу возьмем следующее определение:
Открытие - новое достижение, совершаемое в процессе научного познания природы и общества; установление неизвестных ранее, объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира.
Топ 25 великих научных открытий XX века
- Квантовая теория Планка. Он вывел формулу, определяющую форму спектральной кривой излучения и универсальную постоянную. Открыл мельчайшие частицы – кванты и фотоны, с помощью которых Эйнштейн объяснил природу света. В 20-х годах Квантовая теория переросла в квантовую механику.
- Открытие рентгеновского излучения – электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн. Открытие Х-лучей Вильгельмом Рёнтгеном сильно повлияло на жизнь человека и сегодня без них невозможно представить современную медицину.
- Теория относительности Эйнштейна. В 1915 году Эйнштейн ввел понятие относительности и вывел важную формулу, связавшую энергию и массу. Теория относительности объяснила суть гравитации – она возникает вследствие искривления четырехмерного пространства, а не результате взаимодействия тел в пространстве.
- Открытие пенициллина. Плесневый гриб Penicillium notatum, попадая к культуре бактерий, вызывает полную их гибель – это было доказано Александром Флеммингом. В 40-х годах был разработана производственная , который в дальнейшем стал выпускаться в промышленном масштабе.
- Волны де Бройля. В 1924 году было выяснено, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем частицам, а не только фотонам. Бройль представил их волновые свойства в математическом виде. Теория позволила развить концепцию квантовой механики, объяснила дифракцию электронов и нейтронов.
- Открытие структуры новой спирали ДНК. 1953 году была получена новая модель строения молекулы, путем объединения сведений рентгеноструктурного Розалин Франклин и Мориса Уилкинса и теоретических разработок Чаргаффа. Ее вывели Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
- Планетарная модель атома Резерфорда. Он вывел гипотезу о строении атома и извлек энергию из атомных ядер. Модель объясняет основы закономерности заряженных частиц.
- Катализаторы Циглера-Ната. В 1953 году они осуществили поляризацию этилена и пропилена.
- Открытие транзисторов. Прибор, состоящий из 2-х p-n переходов, которые направлены навстречу друг другу. Благодаря его изобретению Юлием Лилиенфельдом, техника начала уменьшаться в размерах. Первый действующий биполярный транзистор в 1947 представили Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн.
- Создание радиотелеграфа. Изобретение Александра Попова с помощью азбуки Морзе и радиосигналов впервые спасло корабль на рубеже 19 и 20 веков. Но первым запатентовал аналогичное изобретение Гулиельмо Марконе.
- Открытие нейтронов. Эти незаряженные частицы с массой, немного большей, чем у протонов позволили без препятствий проникать в ядро и дестабилизировать его. Позже было доказано, что под воздействием этих частиц ядра делятся, но возникает еще больше нейтронов. Так была открыта искусственная .
- Методика экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Эдварс и Стептоу придумали, как извлечь из женщины неповрежденную яйцеклетку, создали в пробирке оптимальные для ее жизни и роста условия, придумали, как ее оплодотворить и в какое время вернуть обратно в тело матери.
- Первый полет человека в космос. В 1961 году именно Юрий Гагарин первым осуществил этот , ставший реальным воплощением мечты о звездах. Человечество узнало, что пространство между планетами преодолимо, и в космосе могут спокойно находиться бактерии, животные и даже человек.
- Открытие фуллерена. В 1985 году учеными была открыта новая разновидность углерода – фуллерен. Сейчас из-за своих уникальных свойств он используется во многих приборах. На основе этой методики, были созданы нанотрубки из углерода – скрученные и сшитые слои графита. Они показывают самые разнообразные свойства: от металлических до полупроводниковых.
- Клонирование. В 1996 ученым удалось получить первый клон овцы, названной Долли. Яйцеклетку выпотрошили, вставили в нее ядро взрослой овцы и подсадили в матку. Долли стала первым животным, которому удалось выжить, остальные эмбрионы разных животных погибли.
- Открытие черных дыр. В 1915 году Карлом Шварцшильдом была выдвинута гипотеза о существовании , гравитация которой настолько велика, что ее не могут покинуть даже объекты, движущиеся со скоростью света - черных дыр.
- Теория . Это космологическая общепринятая модель, в которой описано ранее развитие Вселенной, находившейся в сингулярном состоянии, характеризующемся бесконечной температурой и плотностью вещества. Начало модели было положено Эйнштейном в 1916 году.
- Открытие реликтового излучения. Это космическое микроволновое фоновое излучение , сохранившееся с начала образования Вселенной и равномерно ее заполняющее. В 1965 году его существование было экспериментально подтверждено, и оно служит одним из основных подтверждений теории Большого взрыва.
- Приближение к созданию искусственного интеллекта. Это технология создания интеллектуальных машин, впервые получившая определение в 1956 году Джоном Маккарти . Согласно ему, исследователи для решения конкретных задач могут использовать методы понимания человека, которые биологически могут не наблюдаются у людей.
- Изобретение голография. Этот особый фотографический метод предложен в 1947 году Дэннисом Габором, в котором при помощи лазера регистрируются и восстанавливаются трехмерные изображения объектов, близкие к реальным.
- Открытие инсулина. В 1922 году Фредериком Бантингом был получен гормон поджелудочной железы, и сахарный диабет перестал быть фатальным заболеванием.
- Группы крови. Это открытие в 1900-1901 разделило кровь на 4 группы: О, А, В и АВ. Стало возможным правильное переливание крови человеку, которое не заканчивалось бы трагически.
- Математическая теория информации. Теория Клода Шеннона дала возможность определения емкости коммуникационного канала.
- Изобретение Нейлона . Химик Уоллес Карозерс в 1935 году открыл способ получения этого полимерного материала. Он открыл некоторые его разновидности с высокой вязкостью даже при больших температурах.
- Открытие стволовых клеток. Они являются прародительницами всех имеющихся клеток в организме человека и имеют способность самообновляться. Их возможности велики и еще только начинают исследоваться наукой.
Несомненно, что все эти открытия - лишь малая часть того, что XX век показал обществу и нельзя сказать, что лишь эти открытия были значимыми, а все остальные стали лишь фоном, это совсем не так.
Именно прошлый век показал нам новые границы Вселенной, увидела свет , были открыты квазары (сверхмощные источники излучения в нашей Галактике), открыты и созданы первые углеродные нанотрубки, обладающие уникальной сверхпроводимостью и прочностью.
Все эти открытия, так или иначе - лишь вершина айсберга, который включает в себя более чем сотню значимых открытий за прошедшее столетие. Естественно, что все они стали катализатором изменений в мире, в котором мы с вами сейчас живем и несомненным остается тот факт, что на этом изменения не заканчиваются.
20й век можно смело назвать если не «золотым», то уж точно «серебряным» веком открытий, однако оглядываясь назад и сравнивая новые достижения с прошлыми, думается, что в будущем нас ждет еще не мало интереснейших великих открытий, собственно, преемник прошлого века, нынешний XXI лишь подтверждает эти взгляды.
Умение контролировать движение объекта - это что-то из области научной фантастики, но благодаря исследователям из Колледжа науки и техники Миннесоты оно стало реальностью. Используя неинвазивный метод, известный как электроэнцефалография, задействующий мозговые волны, пятеро студентов смогли управлять движением вертолета.
Глядя в противоположную от вертолета сторону, студенты смогли двигать транспорт в различных направлениях, имитируя движения левой руки, правой руки и обеих рук. Спустя некоторое время участники проекта смогли выполнить с вертолетом несколько маневров, включая прохождение через кольцо. Ученые надеются улучшить эту неинвазивную технологию управления мозговыми волнами, что в конечном счете поможет восстановить движение, слух и зрение у пациентов, страдающих от паралича или нейродегенеративных расстройств.
МРТ сердца
Антрациклин остается эффективной формой химиотерапии, но уже доказано, что он может повредить сердца детей, проходящих лечение. Как правило, у большинства детей, пострадавших от этого порока сердца, было обнаружено, что стенки их сердец истончились, а к моменту диагностирования было уже слишком поздно, чтобы что-то делать. Ультразвук зачастую упускает пороки сердца на ранних стадиях исследования и обнаруживает их только когда необратимые повреждения уже приняли свое.
В прошлом году появилась принципиально новая техника. В ходе всесторонних испытаний выяснилось, что T1 МРТ может быть более точным, эффективным и безопасным методом выявления сердечно-сосудистых заболеваний у детей. Врачи смогли увидеть детские пороки сердца раньше и более эффективно, нежели с УЗИ (которые ошибочно показывают, что сердце прекрасно себя чувствует). Это отличный медицинский прогресс для выявления сердечных заболеваний детей раннего возраста.
Эффективный электролиз (расщепление соленой воды)
В гонке в поисках эффективных и богатых альтернативных видов топлива исследователи постоянно пытаются найти способ эффективного расщепления морской воды для производства водородного топлива. В июне прошлого года команда Австралийского исследовательского центра науки электроматериалов обнародовала катализатор, который способен расщеплять океаническую воду, задействовав не очень много энергии.
Катализатор был воплощен в гибкий пластиковый бак, который впитывает и использует энергию, полученную от света, для окисления морской воды. В отличие от существующих методов, которые требуют большого количества энергии для окисления воды, этот метод может вырабатывать достаточно энергии для питания среднего дома и автомобиля в течение целого дня, используя только 5 литров морской воды.
В этом баке содержатся синтетические молекулы хлорофилла, использующие энергию солнца подобно тому, как это делают растения и водоросли. Химических проблем в этом методе тоже нет, в отличие от нынешнего метода расщепления воды, в процессе которого испускаются облака ядовитого газа - хлора.
Этот действенный и эффективный метод может существенно снизить затраты на водородное топливо, что позволит ему стать конкурентоспособным бензину альтернативным топливом в будущем.
Крошечная батарея
С изобретением 3D-принтеров пределы для типов сложных и комплексных объектов, которые можно создать, существенно расширились. В прошлом году команда исследователей из Гарварда и Университета Иллинойса смогли синтезировать литий-ионный аккумулятор, который меньше песчинки и тоньше человеческого волоса.
Столь поразительных размеров удалось достичь с помощью тонкого наслоения сети переплетенных электродов. После того как на компьютере был сделан 3D-проект, принтер использовал специально изготовленные жидкие краски, содержащие электроды, которые должны были немедленно затвердевать, попадая на воздух. Такому устройству может найтись масса применений, и все благодаря его размерам. Впрочем, на 3D-принтерах уже кровеносную систему сосудов, поэтому электродами мало кого удивишь.
До появления этой батарейки существование невероятно малых объектов батарейного питания было практически невозможным. Дело в том, что для создания подобных батареек нужны были подобные батарейки, которые могли передать первым энергию. 3D-принтер использует чернила и детальный проект компьютерной программы, создавая подобные микробатарейки.
Биоинженерные части тела
6 июня 2013 года группа врачей в Университете Дюка успешно имплантировала первый биоинженерный кровеносный сосуд живому пациенту. Хотя биоинженерия развивается семимильными шагами, эта процедура стала первой успешной имплантацией искусственной биоинженерной части тела.
Вена была имплантирована пациенту, страдающему от конечной стадии заболеваний почек. Сначала ее синтезировали из донорской клетки человека на своеобразных «лесах». Для того чтобы предотвратить атаку инородного тела любыми антителами у пациента, из вены удалили качества, которые могли спровоцировать эту атаку. И сосуд оказался более успешным, нежели имплантаты синтетического или животного происхождения, поскольку не был склонен к свертыванию и не представлял риск заражения во время операции.
Невероятно, но вены изготовлены из тех же гибких материалов, которые их соединяют, а также принимают свойства от клеточной среды и других вен. С успехом такой процедуры эта новая область имеет огромные последствия для дальнейшего развития в мире медицины. Кроме того, через 10-15 лет будет напечатано биоинженерное сердце, если верить прогнозам.
Четырехкварковая частица
Поиск объяснения рождения нашей Вселенной был существенно разогрет после прошлогоднего объявления об обнаружении частицы из четырех кварков. Хотя вам эта находка может показаться не такой уж и важной, для физиков она поднимает ряд новых объяснений и теорий о создании первой материи. До того момента объяснение создания материи было существенно ограничено тем, что были обнаружены лишь частицы с двумя или тремя кварками.
Ученые назвали новую частицу Zc (3900), и они предполагают, что она была создана в первые, неистово горячие секунды после Большого Взрыва. После нескольких лет сложных математических вычислений, проводимых коллаборацией BaBar в Национальной лаборатории ускорения SLAC (аффилированной со Стэнфордским университетом), ученые, работающие на Пекинском электро-позитронном коллайдере (BEPCII) обнаружили эту частицу по ряду случаев. Поскольку ученые вообще весьма щедрый народ, результатами поделились с ребятами на CERN и HEARO в Цукубе, . Это те же ученые, которые недавно наблюдали и выделили 159 подобных частиц. Однако частице не хватало обоснования, пока ученые с детектора Belle в Пекине не подтвердили выделение 307 отдельных частиц этого типа.
Ученые утверждают, что понадобилось провести 10 триллионов триллионов субатомных столкновений в их детекторе, который в два раза больше знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Некоторые физики выступили с критикой наблюдений, утверждая, что частица является не более, чем двумя мезонами (две кварковых частицы), соединенными вместе. Несмотря на это, частица была принята.
Альтернативное микробное топливо
Представьте себе мир, в котором высокоэффективное и недорогое альтернативное топливо можно было бы получить так же легко, как кислород из воздуха вокруг нас. Благодаря коллаборации Министерства энергетики США и команде исследователей в Университете Дюка, у нас могут быть микроорганизмы, которые воплотят мечту в реальность. В последние годы наблюдается все больше успехов в мире альтернативных видов топлива (например, этанола из кукурузы и сахарного тростника). К сожалению, эти методы весьма неэффективны и не выдерживают критику. Не так давно ученые смогли придумать электротопливо, которое сможет «поедать» солнечную энергию, не отнимая у нас воду, еду или землю, подобно большинству альтернативных видов топлива.
В дополнение к низкой потребности в энергии, крошечные микробы могут эффективно синтезировать это электротопливо в лаборатории. Электротопливные микробы были выделены и обнаружены в нефотосинтезирующих бактериях. Они используют электроны в почве в виде пищи и поедают энергию для производства бутанола, взаимодействуя с электричеством и углекислым газом. Используя эту информацию и проведя некоторые манипуляции с генами, ученые включили данный вид микробов в выращенные в лаборатории культуры бактерий, позволив им производить бутанол в огромных количествах. Бутанол сейчас выглядит лучшей альтернативой как этанолу, так и бензину по множеству причин. Будучи более крупной молекулой, бутанол обладает большими возможностями для хранения энергии, нежели этанол, и не абсорбирует воду, поэтому вполне может находиться в газовых баках любого автомобиля и передаваться через бензиновые трубопроводы. Бутаноловые микробы стали многообещающим маяком эпохи альтернативных видов топлива.
Медицинские преимущества серебра
Исследование о пользе использования серебра в антибиотиках было опубликовано 19 июня прошлого года исследователями Бостонского университета. В то время как уже давно известно, что серебро обладает сильными антибактериальными свойствами, ученые только недавно обнаружили, что оно может превращать обычные антибиотики в антибиотики на стероидах.
В настоящее время известно, что серебро использует множество химических процессов, чтобы препятствовать размножению бактерий, замедлять скорость их метаболизма и нарушать гомеостаз. Эти процессы приводят к ослаблению бактерий и делают их более восприимчивыми к антибиотикам. Множество исследований показало, что смесь серебра и антибиотиков была до 1000 раз более эффективной в убийстве бактерий, нежели просто антибиотики.
Некоторые критики предупреждают, что серебро может оказывать токсичные эффекты на пациентов, но ученые не соглашаются с этим, утверждая, что небольшие и нетоксичные количества серебра только увеличивают эффективность антибиотиков, не принося вреда при лечении. Это весьма интересное открытие для медицинского мира, а применение драгоценных металлов продолжает развиваться в количественном и качественном отношении.
Зрение для слепых
Первый прототип бионического глаза командой австралийских биоинженеров в начале июня прошлого года. Бионический глаз работает с помощью чипа, имплантированного в череп пользователя, а после подключенного к цифровой камере в очках. В то время как очки в настоящее время позволяют пользователю только видеть очертания, прототип должен значительно улучшиться в будущем. Как только камера захватывает изображение, сигнал изменяется и посылается по беспроводному каналу на микрочип. Оттуда сигнал активирует точки на микрочипе, имплантированном в отдел коры головного мозга, отвечающий за зрение. Команда исследователей надеется, что в будущем легкие, удобные и ненавязчивые очки смогут обеспечить максимум комфорта людям с плохим зрением. Их смогут использовать 85% слепых людей.
Иммунитет к раку
В прошлом году Университет Рочестера , в котором рассматривается механизм противостояния раку у голых землекопов. Эти жутковатые подземные грызуны не самые симпатичные на этой планете, но именно они будут смеяться последними, когда все живое будет умирать от рака.
В пространствах между клетками тел голых землекопов был обнаружен липкий сахар, гиалуронан (HA), и он, похоже, препятствует тесному разрастанию клеток и образованию опухолей. Грубо говоря, это вещество останавливает размножение клеток, как только они достигают определенной плотности. Причиной повышенного количества этого сахара является, как думают ученые, двойная мутация в двух энзимах, способствующих росту HA.
Было обнаружено, что в клетке с низким уровнем HA рак быстро разрастается, но в клетках с высоким уровнем HA опухоль не формируется. Ученые надеются модифицировать лабораторных крыс для получения больших количеств HA и выработать у них иммунитет к раку.
Выдающиеся достижения России и исторических предшественников - Российской Империи и Советского Союза - не описать кратко. Эксперты могут выделить полсотни самых главных достижений только за один год, что уж и говорить обо всей истории нашей страны.
Самая северная и холодная страна в мире
В ходе своего длительного развития и укрепления государственности Россия стала не только самой крупной по территории (сейчас РФ занимает практически одну восьмую часть суши), но и самой северной и холодной страной. Даже по сравнению с Канадой или Норвегией, население которых живет в более мягких климатических условиях, чем некоторые народы РФ, Россия - это настоящий север. В нашей стране самая низкая среднегодовая температура -5,5 °C, если учитывать всю территорию. Среди независимых государств: в Исландии этот показатель составляет +1,2 °C, в Швеции +4 °C, в Канаде -4,4 °C.
Крупнейшие в мире запасы природных богатств
История достижений России редко учитывает то, что в нашей стране сосредоточены самые крупные и разнообразные мировые запасы природных богатств. Страна обладает крупнейшими запасами черных и цветных металлов, углеводородов, в РФ больше всего пресной воды, черноземов и лесов.
Исследование более 1/6 поверхности суши
В XVIII веке Российская империя развернула свой взор на восток, где на тысячи километров простирались свободные и богатые ценными природными ресурсами земли. Даже если не принимать во внимание освоение просторов Сибири, без русских путешественников и мореплавателей карта мира была бы совсем другой. Русские первооткрыватели исследовали шестую часть суши и значительные морские пространства. Кроме того, наши соотечественники участвовали в открытии даже некоторых тропических материков. Соперничать с русскими по масштабам географических исследований могут разве что испанцы или англичане, в меньшей степени - португальцы, французы и голландцы.
Самая масштабная географическая экспедиция
Выдающееся географическое достижение России - проведение самой крупной по масштабам и результатам экспедиции. Великая Северная экспедиция 1733-1743 гг. положила начало научному изучению Сибири, Аляски и Камчатки, нанесла на карту почти все дальневосточное и арктическое побережье современной России, открыла Северо-Западную Америку и Алеутские острова.
Не стоит обделять вниманием и другие географические достижения России. Например, Петр Семенов отправился с экспедицией на Тянь-Шань, Николай Пржевальский возглавил несколько удачных экспедиций в малоизученную по тем временам Центральную Азию, а Иван Крузенштерн и Юрий Лисянский стали известны после первого русского кругосветного путешествия.
Никто и никогда не смог полностью подчинить русских
Несмотря на то что исторические предшественники современной России (Новгородское княжество, Великое Московское княжество, Российская империя, Советский Союз) пережили множество военных вторжений, территории страны никогда и никем не были покорены полностью. Русские победили Карта XII, Наполеона, Гитлера и менее значительных полководцев. Даже в ходе разрушительного нашествия Золотой Орды территория была занята лишь частично, да и то зависимость русских земель заключалась в уплате дани, тогда как управление осуществлялось русскими князьями, назначаемыми по «ярлыку» хана.
Великие победы в военных конфликтах
Достижения России на военной арене нельзя не признать. Наши соотечественники в разные времена разрушили или значительно ослабили множество великих держав и империй: Золотую Орду, Хазарский каганат, Речь Посполитую и Великое Княжество Литовское, Османскую империю, Францию времен Наполеона, Германию Гитлера и другие. Советский Союз внес решающий вклад в победу во Второй мировой войне, остановив самое масштабное военное вторжение, выстояв самую тяжелую блокаду, проведя крупнейшие наступательные и оборонительные операции, танковые сражения.
Ядерное оружие и ядерный арсенал
В самый разгар Холодной войны Советский Союз смог в кратчайшие сроки разработать ядерное оружие, избавив мир от угрозы ядерной войны. Также в СССР была возведена первая в мире АЭС, созданы первые технологии по обогащению ядерного топлива. Достижение современной России - успешная реализация нескольких атомных программ, развитие технологий (замкнутый цикл, АЭС на воде, реакторы на быстрых нейтронах и так далее) и строительство множества атомных энергоблоков.
Государственности России более 1150 лет
Жители лишь немногих стран могут гордиться настолько же длительной и богатой на события историей. Великое достижение России - сохранение государственности на протяжении 1150 лет, причем большую часть этого времени наша страна была в числе самых великих держав. Более тысячи лет назад русские смогли построить развитую цивилизацию в условиях неблагоприятных климатических условий: холода, частых засух и рискованного земледелия.
Уникальное историческое наследие
Наследие - это основа дальнейшего устойчивого развития государства, сохранения культурного разнообразия. Исторически сложилось так, что современная Россия стала наследницей Византийской империи (через идею Третьего Рима и православную веру), государств центральной Евразии, Российской империи и Советского Союза. Согласно геополитической концепции Х. Маккиндера, именно российское государство является Хартлендом - географической осью истории, "сердцевинной землей", вокруг которой развивались, развиваются и будут развиваться в будущем основные мировые событий.
Россия - успешный пример многонационального государства
Достижение России - сохранение государственности в условиях многоэтничности. На территории современной РФ проживает более ста коренных народов, да и Древняя Русь тоже была достаточно красочной по национальному составу (население состояло из нескольких славянских племен, печенегов, евреев, варягов, половцев). Большинство этнических групп не подвергались гонениям или геноциду, как это было заведено на Западе, до сего дня сохранили свои уникальные традиции, язык и культуру.
Научные открытия и технические изобретения
Научные достижения России - тема не менее обширная, чем географические, военные или цивилизационно-государственные успехи. Широко известно в мире такое российское открытие, как таблица Менделеева, а также неевклидова геометрия Лобачевского, эксперименты Павлова по физиологии, изобретение радио, телевидения, центрального отопления, ядерной энергетики, космической техники и многого другого.
Последнее достижение России в области высоких технологий - это квантовый блокчейн (2017 год). Физики квантового центра разработали систему хранения информации, защищенную методами квантовой криптографии. Достижения России за год предыдущий включают в себя:
- жидкий янтарь (субстанция хорошо удаляет влагу из систем двигателей техники, возможно, ее получится использовать в качестве топлива);
- детонационный жидкостный ракетный двигатель;
- лекарство от лихорадки Эбола (препарат в ходе тестовых испытаний показал большую эффективность, чем существовавшие ранее);
- установка для вывода в атмосферу электронного пучка (позволит создавать более совершенное 3D-оборудование).
Лучшее оружие в мире
В плане надежности, неприхотливости, мощности и по соотношению цена/качество русское оружие является самым лучшим в мире. Ниже представлены некоторые выдающиеся образцы военной техники и вооружения.
- Самолет Т-50. Он оснащен новейшими системами, является разработкой 2010 года, в серийное производство его планировалось запустить в текущем году.
- Гранатомет РПГ-7. Орудие может использоваться для уничтожения живой силы противника. Гранатомет прост в применении, не дает отдачи при выстреле, может применяться с новыми типами гранат.
- Вертолет Ми-8. Это многоцелевой вертолет, который применяется в грузовых и пассажирских перевозках, военный вариант также оснащен подвесками уничтожения.
- Танк Т-14. Представлен в 2015 году.
- Истребитель Су-35. Многоцелевой истребитель отвечает большинству требований, обычно предъявляемых к самолетам новейшего, пятого поколения.
- Ракетный комплекс "Тополь-М". В течение ближайших десяти лет именно этот подвижный ракетный комплекс может стать основой российского вооружения.
- Зенитные ракетные системы С-300. Система способна сопровождать шесть целей и наводить двенадцать ракет. Всего за пять минут весь комплекс приходит в боевую готовность.
- Вертолет Ка-52. Боевой вертолет предназначен для уничтожения наземных и воздушных целей, живой силы противника.
- Автомат Калашникова. В настоящее время это оружие стоит на вооружении в 106 странах мира, всего существует от 70 до 105 млн различных модификаций автомата Калашникова.
- Тяжелый ракетный крейсер 941 "Акула". Основное вооружение - ракетный комплекс. Разработан крейсер еще в 1867 году.
- Самоходный зенитный комплекс "Панцирь-С1". Комплекс был создан в 1994 году. Может захватывать до десяти целей в минуту.
Открытие космической эры человечества
Советский Союз открыл космическую эру в истории человечества. Первый человек в космосе, первая ракета, первый космодром, первая космическая станция - это все достижения СССР.
Масштабные транспортные и коммуникационные системы
Россия обладает наиболее развитой системой транспорта и коммуникаций. Именно в РФ расположена самая крупная железнодорожная магистраль Транссиб, также есть собственная система навигации ГЛОНАСС. Судоходная и железнодорожная сеть России - вторая по длине в мире.
Российская культура - одна из самых узнаваемых
Классическая русская культура XIX-XX вв., литература, театр и музыка, опера и балет, живопись узнаваемы во всем мире. Русские стали первопроходцами и в современном искусстве: киномонтаж, первый русский фильм в IMAX 3D - достижение России за последние годы, включая и абстрактную живопись.
Один из наиболее распространенных языков в мире
Родным русский язык считают 162 миллиона человек в мире, для 110 миллионов он является вторым. В советскую эпоху практически четверть мировой научной и художественной литературы была написана именно на русском. Сегодня это один из главных языков межнационального общения. Иностранцы стремятся выучить его, хотя он и считается одним из самых сложных.
Россия - величайшая спортивная держава
СССР и Россия постоянно занимали первые места на Олимпийских играх. После непродолжительного перерыва, в 2014 году РФ снова выиграла Олимпийские игры в Сочи. Спорт (особенно зимние виды) в российском государстве всегда развивался, был и есть на высочайшем уровне.
