10 самых громких научных открытий ХХ века (стр. 1 из 2)

1. Научный XX век начался с революции. Причем устроил ее один-единственный человек - по имени… нет, не Карл Маркс. А Макс Планк. В конце XIX века Планка пригласили на должность профессора Берлинского университета, однако взамен того, дабы в свободное от лекций время играть в бридж или хотя бы в дурака, ученый взялся объяснить неразумному человечеству, как распределяется энергия в спектре абсолютно черного тела. нужно размышлять, с абсолютно белым телом все было к тому времени ясно.

Самое удивительное, что в 1900 году настойчивый Планк вывел-таки формулу, которая очень хорошо описывала поведение энергии в пресловутом спектре упомянутого абсолютно черного тела. Правда, выводы из этой формулы следовали фантастические. Получалось, что энергия излучается не равномерно, как от нее, собственно, и ждали, а кусочками - квантами. сперва Планк и сам усомнился в собственных выводах, но 14 декабря 1900 года все же доложил о них Немецкому физическому обществу. Так, на всякий случай.

Планку не просто поверили на слово. На основе его выводов в 1905 году Альберт Эйнштейн создал квантовую теорию фотоэффекта, а вскоре Нильс Бор построил первую модель атома, состоящую из ядра и электронов, летающих по определенным орбитам. И по всей планете понеслось! Переоценить последствия открытия, которое сделал Макс Планк, практически невозможно. Выбирайте любые слова - гениально, невероятно, обалдеть, вот это да и даже ух ты! - все будет недостаточно.

Благодаря Планку развилась атомная энергетика, электроника, генная инженерия, получили мощнейший толчок химия, физика, астрономия. Потому что именно Планк четко определил границу, где кончается ньютоновский макромир (в котором вещество, как известно, меряют килограммами) и начинается микромир, в котором нельзя не учитывать влияния приятель на друга отдельных атомов. А вдобавок благодаря Планку мы знаем, на каких энергетических уровнях живут электроны и насколько им там удобно.

2. Второе десятилетие XX века принесло миру вдобавок одно открытие, которое перевернуло умы практически всех ученых - хотя умы у порядочных ученых и так набекрень. В 1916 году Альберт Эйнштейн завершил работу над общей теорией относительности (ОТО). благовременно, ее вдобавок называют теорией гравитации. сообразно этой теории, гравитация - это не результат взаимодействия тел и полей в пространстве, а следствие искривления четырехмерного пространства времени. Как только он это доказал, все стало около голубым и зеленым. В смысле - все поняли сущность вещей и обрадовались.

Большинство парадоксальных и противоречащих “здравому смыслу” эффектов, которые возникают при околосветовых скоростях, предсказаны именно ОТО. Самый ведомый - эффект замедления времени, при котором движущиеся относительно наблюдателя часы идут для него медленнее, чем безошибочно такие же часы у него на руке. При этом длина движущегося объекта вдоль оси движения сжимается. ныне общая теория относительности применяется уже ко всем системам отсчета (а не только к движущимся с постоянной скоростью приятель относительно друга).

Однако сложность вычислений привела к тому, что на работу потребовалось 11 лет. Первое подтверждение теория получила, когда с ее помощью удалось описать достаточно кривую орбиту Меркурия - и все от облегчения перевели дух. после ОТО объяснила искривление лучей от звезд при прохождении их около с Солнцем, красное смещение наблюдаемых в телескопы звезд и галактик. Но самым важным подтверждением ОТО стали черные дыры. Расчеты показали, что если Солнце сжать до радиуса трех метров, мощь его притяжения станет такой, что свет не сможет покинуть звезду. И в последние годы ученые нашли целые горы таких звезд!

3. Когда Бор и Резерфорд в 1911 году предположили, что атом устроен по образу и подобию Солнечной системы, физики возликовали. На основе планетарной модели, дополненной представлениями Планка и Эйнштейна о природе света, удалось рассчитать спектр атома водорода. Трудности начались, когда приступили к следующему элементу - гелию. Все расчеты показывали результат, прямо супротивный экспериментам. К началу 1920-х теория Бора померкла. молоденький немецкий физик Гейзенберг вычеркнул из теории Бора все предположения, оставив лишь то, что можно было измерить при помощи напольных весов.

В конце концов он установил, что скорость и местонахождение электронов нельзя измерить одновременно. Соотношение получило наименование “принцип неопределенности Гейзенберга”, а электроны приобрели репутацию ветреных красоток. Которые ныне в кондитерской, а завтра - блондинки. Однако на этом странности с элементарными частицами не закончились. К двадцатым годам физики уже притерпелись к тому, что свет может проявлять свойства волны и частицы, каким бы это ни казалось парадоксальным. А в 1923 году француз де Бройль предположил, что свойства волны могут проявлять и “обычные” частицы наглядно показав волновые свойства электрона.

Эксперименты де Бройля подтвердились мгновенно в нескольких странах. В 1926 году, соединив математическое описание волны и аналог уравнений Максвелла для света, австрийский физик Шредингер описал материальные волны де Бройля. А коллега Кембриджского университета Дирак вывел общую теорию, частными случаями которой стали теории Шредингера и Гейзенберга. Хотя в двадцатые годы о многих элементарных частицах, известных теперь любому школьнику, физики даже не подозревали, их теория квантовой механики прекрасно описывает движение в микромире. И за последние 90 лет ее основы не претерпели изменений.

Квантовая механика теперь применяется во всех естественных науках, когда они выходят на атомарный уровень - от медицины и биологии до химии и минералогии, а также во всех инженерных науках. С ее помощью, в частности, рассчитаны молекулярные орбитали (а что - исключительно полезная в хозяйстве вещь). Следствием стало изобретение, положим, лазеров, транзисторов, сверхпроводимости, а заодно и компьютеров. А вдобавок разработана физика твердого тела, благодаря которой: а) каждый год появляются все новые материалы, б) возникла возможность четко видать структуру вещества. вдобавок бы приладить физику твердого тела к сексуальной жизни - и тогда каждый мужчина будет с благодарностью отчитывать фамилию Гейзенберг.

4. Тридцатые годы смело можно нарекать радиоактивными. Во всех смыслах этого слова. Правда, вдобавок в 1920 году Эрнест Резерфорд на заседании

Британской ассоциации содействия развитию наук высказал достаточно странную (по тем, конечно, временам) гипотезу. В попытке объяснить, почему позитивно заряженные протоны не убегают в панике приятель от друга, он заявил: помимо позитивно заряженных частиц в ядре атома кушать и некие нейтральные частицы, равные по массе протону. По аналогии с протонами и электронами он предложил нарекать их нейтронами. Ассоциация поморщилась и предпочла пренебрегать экстравагантную выходку Резерфорда. И только через десять лет, в 1930 году, немцы Боте и Беккер приметили, что при облучении бериллия или бора альфа-частицами возникает необычное излучение. В отличие от альфа-частиц неведомые штуковины, вылетающие из реактора, обладали намного большей проникающей способностью. И вообще параметры у этих частиц были другие.

Через два года, 18 января 1932 года, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, предаваясь милым супружеским забавам, направили излучение Боте-Беккера на более тяжелые атомы. И выяснили, что под воздействием лучей Боте-Беккера те становятся радиоактивными. Так

была открыта искусственная радиоактивность. А 27 февраля того же года Джеймс Чедвик проверил попытка Жолио-Кюри. И не просто подтвердил, а выяснил, что виноваты в выбивании ядер из атомов новые, незаряженные частицы с массой чуть больше, чем у протона. Именно их нейтральность позволяла беззапретно вламываться в ядро и дестабилизировать его. Так Чедвик окончательно открыл нейтрон.

Открытие это принесло человечеству много тягот и перемен. К концу 1930-х годов физики доказали, что под воздействием нейтронов ядра атомов делятся. И что при этом выделяется вдобавок больше нейтронов. Это привело, с одной стороны, к бомбардировке Хиросимы и Нагасаки, к десятилетиям холодной войны, с иной, к развитию атомной энергетики, а с третьей - к широкому использованию радиоизотопов в самых разнообразных несекретных научных сферах.

5. Развитие квантовой теории не просто позволило ученым разуметь, что происходит внутри вещества. Следующим шагом стала поползновение повлиять на эти процессы. К чему это привело в случае с нейтроном, описано выше. А 16 декабря 1947 года сотрудники

американской компании АТ&Т Веll Laboratories Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли научились при помощи малых токов заведовать большими токами, протекающими через полупроводники (Нобелевская премия 1966 года). Так был изобретен транзистор - инструмент, состоящий из двух p-n переходов, направленных навстречу приятель другу. Ток по такому переходу может идти только в одном направлении.

А если на переходе поменять полярность, то ток перестает течь. Два же перехода, направленные приятель к другу, дали просто уникальные возможности для игр с электричеством. Транзистор стал основой для развития всех наук, включая ветеринарию. Он вышиб из электроники лампы, чем резко сократил вес и объем всей аппаратуры (и количество пыли в наших домах). Открыл дорогу для появления логических микросхем, что привело в итоге к появлению в 1971 году микропроцессора и созданию современных компьютеров. Да что там компьютеры - теперь в мире нет ни одного прибора, ни одного автомобиля, ни одной квартиры, в которых не используются транзисторы.