10 найбільш важливих експериментів, які змінили наш світ

Експерименти бувають різні.

Чого тільки не створили вчені і дослідники на благо науки. Які тільки божевільні експерименти вони не ставили, щоб відкрити щось нове. Все це зараз може викликати посмішку або, навпаки, здивування з-за чудності того, що відбувалося, але тоді це було дійсно важливо, а про те, що це буде дивно, ніхто і не здогадувався. Проте багатьом з таких експериментів ми зобов'язані тим, що зараз у нас є. У цій статті вам пропонується добірка самих дивних, незвичайних, крутих і дуже важливих досліджень, які коли-небудь проводилися. Можливо, вони привели до відкриття того, чим ви користуєтеся в звичайному житті.

Наукові експерименти

Навіть ми, прості люди, кожен день ставимо експерименти, результат яких впливає на наше життя. Наприклад, що буде, якщо погріти котлети в мікрохвильовці не 40, а 50 секунд? Або що буде, якщо поїхати додому не так, а ось так, буде це швидше? Як не дивно, це теж експерименти, які допомагають нам зрозуміти світ. Приблизно тим же займаються вчені.

Найбільш вдалі експерименти змінюють багато і залишаються в історії. Можна сказати, що це нерукотворний пам'ятник нашому допитливому розуму і прагненню людства рухатися вперед і підкорювати нові наукові вершини.

Нижче я наведу приклади вдалих експериментів і навіть один науковий провал, який покаже, що не все завжди йде так, як задумано, навіть якщо спочатку експеримент був дуже крутим.

Вимір світу Эратосфеном

Це дослідження було проведено в кінці третього століття до нашої ери ентузіастом — ученим на ім'я Ератосфен, що народилися в 276 році до н. е. в Кірені (грецьке поселення на території сучасної Лівії).

Ератосфен постійно переключається з одного на інше, так як був дуже захоплюються людям. При цьому він працював бібліотекарем у знаменитій Александрійській бібліотеці. Саме там він провів свій знаменитий експеримент. Він чув, що в місті Сієні на річці Ніл (сучасний Асуан) полуденне сонце світило прямо в день літнього сонцестояння. Заінтригований Ератосфен виміряв тінь, що падає вертикальної палицею в Олександрії в той же день і час. Він визначив, що кут сонячного світла там становить 7,2 градуси або 1/50 від кола на 360 градусів.

Внесок Ератосфена в географію не можна переоцінити.

Греки знали, що Земля сферична. Ератосфен вирішив, що знаючи відстань між двома містами і те, що кут тіні становить 1/50 від повної окружності, можна перемножити ці два значення і отримати довжину окружності Землі. У підсумку, він отримав цифру 45 700 кілометрів. Реальна довжина окружності становить приблизно 40 000 кілометрів.

Читывая точність вимірювальних приладів того часу і те, що відстань між містами було визначено з похибкою, можна сказати, що його висновок виявився дуже влучним, а відхилення не таке вже і велике. Саме він, захоплюючись такими вимірами, придумав науку географію, батьком якої його вважають досі.

Хто відкрив пульс і протягом крові

Про крові і про те, як вона тече всередині живих організмів, говорили багато, включаючи Галена — грецького лікаря-філософа, теорія якого проіснувала близько півтора тисяч років. Але тільки в 1628 році була опублікована інша теорія, яка змінила все.

Опублікував її Вільям Харві, який був королівським лікарем при дворі Джеймса I. Така робота давала йому та якими він із задоволенням займався, іноді ставлячи дуже дивні і навіть моторошні експерименти.

Кров — основа організму. І її вивчення дуже важливо.

Наприклад, Харві публічно нарізав тварин, щоб показати, що всередині них дуже мало крові. Також він проводив експерименти на зміях, показуючи, що якщо затиснути судини, які ведуть до серця, то воно стискається і біліє, а якщо ті, що з нього виходять, то вона розпухає. Так він довів протягом крові через серце.

Він також ставив експерименти на добровольцях. Зокрема, перекриваючи потік крові до кінцівок, щоб зрозуміти, як вона циркулює по організму людини.

В результаті своїх досліджень він зробив висновок, що кров тече по двох кіл, формується в печінці з їжі, яку люди їдять, і обов'язково , насичуючись "духом". Але в будь-якому випадку, вона рухається по всьому тілу, заходячи навіть у найвіддаленіші його куточки.

Це зараз ми знаємо, що кров тече через легені. Колись цього не знали.

Свою теорію він опублікував в 1628 році в книзі De Motu Cordis (Рух серця). Його підхід, заснований на фактичних даних, змінив медичну науку, і сьогодні він визнаний батьком сучасної медицини і фізіології.

Хто відкрив генетику

Дитина завжди схожий на батьків — від невеликого подібності до повноцінної копії. Багато людей у всі часи задавалися питанням, навіщо це потрібно.

Відповіді на ці питання стали з'являтися приблизно 150 років тому від вченого, який народився на території нинішньої Чеської республіки в 1822 році. У батьків Грегора Менделя не було грошей на освіту дітей у 1843 році він приєднався до августинскому ордену, чернечого групі, яка робила наголос на дослідження і навчання.

Сховавшись у монастирі в Брно,сором'язливий Грегор відразу почав цікавитися наукою. Спочатку він пробував схрещувати квіти, отримуючи нові відтінки і форму пелюсток. Особливо його залучали фуксії. Потім він переключився на горох, ретельно документуючи свої досліди і довівши, що при схрещуванні зеленого і жовтого гороху завжди виходить жовтий. Однак схрещування цих двох жовтих "нащадків" періодично знову видавало зелений горох.

До генетики прийшли через рослини.

Він випередив свій час. Його дослідженнями приділялося мало уваги в свій час, але через десятиліття, коли інші вчені виявили і відтворили експерименти Менделя, вони стали розглядатися як прорив.

Геніальність експериментів Менделя полягала в тому, що він сформулював прості гіпотези, які дуже добре пояснюють деякі речі, замість того, щоб вирішувати все . Так він заклав основи генетики і дав сучасним вченим відмінну базу для розвитку.

Як відкрили кольорові спектри світу

Ісаак Ньютон під час спалаху чуми в його студентському містечку перечікував епідемію в іншому місці і часто заходив на місцевий ринок, де роздобув дитячу іграшку у вигляді призми. Вона просто показувала, що в неї входить світло, а на виході виходить веселка. Це було все, що вона могла дати, але Ньютон почав вивчати її більш уважно і зробив важливе відкриття.

Він довів, що звичний світ розбивається на кольорові спектри. Це відкриття дозволило створити науку під назвою оптика, яка є невід'ємною частиною сучасної фізики.

Щоб довести, що справа була не в призмі, він пропускав світло через одну призму, а один із виділених колірних потоків — через іншу. Він не міняв свій колір, значить справа не в призмі і вона не могла змінити проходить через неї світло, пофарбувавши його.

Всі користувалися цими призмами, але ніхто не думав, як вони працюють.

В оригінальній статті 1672 року Ньютон недостатньо повно описав установку, з якою він працював, тому його сучасники щосили намагалися повторити експеримент, але їм це не вдавалося. Втім, результати ніхто не ставив під сумнів, так як вони були дуже переконливими.

Ньютон творив багато дивних речей, включаючи поглиблення в біблійну нумерологію, окультизм і втикання голок в свої повіки, але все це не завадило йому зробити багато важливих відкриттів і увічнити своє ім'я в історії.

Як світлові хвилі поширюються

Якщо щось сказати, то за рахунок звук передається у вуха слухача. Якщо кинути камінь, то по воді йдуть хвилі, але у них завжди є середовище, в якому вони рухаються. Світло проходить і через повітря, і за воду, і навіть через вакуум.

Саме це і викликало питання в кінці 19-го століття. Ніхто не розумів, чому немає середовища, але є рух світла. Єдиним поясненням було існування світлоносного ефіру.

Працюючи разом в Університеті Західного Кейса в Огайо, Альберт Майкельсон і Едвард Морлі мали намір довести існування цього ефіру. Те, що у них вийшло, є можливо найвідомішим невдалим експериментом в історії.

Альберт Майкельсон.

Гіпотеза вчених полягала в наступному: коли Земля обертається навколо Сонця, вона постійно проходить крізь ефір, створюючи ефірний вітер. Коли шлях світлового променя рухається в тому ж напрямку, що і вітер, світло повинен рухатися трохи швидше в порівнянні з рухом "проти вітру".

На початку 1880-х років Майкельсон винайшов тип інтерферометра, інструменту, який об'єднує . Інтерферометр Майкельсона випромінює світло через одностороннє дзеркало. Світло розділяється на дві частини і виходять промені рухаються під прямим кутом один до одного. Через деякий час вони відбиваються від дзеркал назад до центрального місця зустрічі. Якщо світлові промені приходять в різний час з-за якогось спотворення (скажімо, від ефірного вітру), вони створюють характерну інтерференційну картину.

Дослідники захистили свій прилад від вібрацій, помістивши його на тверду плиту з пісковика, і ізолювали його в підвалі будівлі кампусу. Майкельсон і Морлі повільно повертали плиту, очікуючи побачити інтерференційні картини, коли світлові промені синхронізуються з напрямком ефіру, але швидкість світла не змінювалася.

У підсумку експеримент провалився, але вчені не здавалися і в 1907 році Майкельсон став першим американцем, який отримав Нобелівську премію за дослідження на основі оптичних приладів. А сумніви в теорії ефіру поклали початок дослідженням багатьох інших вчених. В тому числі саме це опосередковано призвело до відкриття Альбертом Ейнштейном теорії відносності.

Експеримент Марії Кюрі

Марія Кюрі є однією з небагатьох жінок, імена яких відзначені у великих експериментах.

Народившись в 1867 році у Варшаві, вона іммігрувала в Париж у віці 24 років, щоб отримати можливість продовжити вивчення математики і фізики. Там вона познайомилася і вийшла заміж за фізика П'єра Кюрі. При всьому її талант і здібності, вона б, швидше за все, не закріпилася в наукових колах, якби не він. При цьому саме вона висувала основні ідеї в тій області, в якій вони робили відкриття.

Для своєї докторської дисертації у 1897 році Марі почала досліджувати новомодний вид випромінювання, схожий на рентгенівські промені і виявлений всього роком раніше. Використовуючи прилад, званий электрометром,створений П'єром і його братом Марі зміряла таємничі промені, що випускаються торієм і ураном. Незалежно від мінералогічного складу елементів (один був жовтим кристалом, а другий — чорним порошком) інтенсивність випромінювання змінювалася виключно в залежності від кількості самого елемента.

Марія Кюрі — одна з головних жінок в науці.

Кюрі прийшла до висновку, що радіоактивність — термін, який вона придумала — була невід'ємним властивістю окремих атомів, що випливає з їх внутрішньої структури. До цього моменту вчені вважали атоми елементарними і неподільними. Марі відкрила двері для розуміння матерії на більш фундаментальному, субатомному рівні.

Кюрі була першою жінкою, яка отримала Нобелівську премію в 1903 році, і однією з небагатьох людей взагалі, які отримали другу Нобелівську премію в 1911 році (за її пізніші відкриття елементів радію і полонію).

Що таке собака Павлова

Напевно, цей експеримент є найбільш загальним і слова "собака Павлова" часто застосовують, коли говорять про яку-небудь звичкою.

Російський фізіолог Іван Павлов навіть отримав Нобелівську премію в 1904 році за свою роботу з собаками, досліджуючи, як слина та шлунковий сік . Дослідження може здатися дивним і малозначним, але саме воно дало відповіді на багато питань, що стосуються травлення.

Павлов і його учні провели експеримент з групою собак. Одним спочатку показували їжу, а потім годували їх, а друга група приєдналася на більш пізній стадії експерименту. У результаті з'ясувалося, що ті собаки, які знали, що після того, як вони бачили їжу, вони її отримають, починали виробляти слину і шлунковий сік заздалегідь. Друга група не показувала такого результату.

Павлов багато експериментував з собаками.

Пізніше експеримент повторювали з символами, які собаки бачили перед годуванням. Наприклад, загоряється світло. В результаті було з'ясовано, що вироблення слини і шлункового соку є рефлекторною і не залежить від свідомих дій.

Так само експеримент показав, що рефлекси можуть бути умовними і безумовними. Тобто не всі рефлекси "зашиті" в організм спочатку і можуть набуватися у міру розвитку. Спроба відмовитися від таких набутих рефлексів зараз лежить в основі багатьох видів терапії.

Є електрон часткою заряду

Двадцяте століття стало для фізики бурхливим часом: протягом трохи більше десяти років світ познайомився з квантовою фізикою, спеціальною теорією відносності і електронами — першим доказом того, що атоми мають подільні частини.

Треба було зрозуміти, є електрони носіями заряду. Тут до справи підключився Роберт Міллікан, який до цього не домігся особливих висот у фізиці.

у своїй лабораторії В Чиказькому університеті він почав працювати з контейнерами з густим водяною парою, званими хмарними камерами, і змінювати напруженість електричного поля всередині них. Хмари крапель води утворювалися навколо заряджених атомів і молекул, перш ніж спуститися під дією сили тяжіння. Регулюючи напруженість електричного поля, він міг уповільнити або навіть зупинити падіння крапель, протидіючи гравітації з допомогою електрики.

Піди розберися з цими електронами.

Пізніше Міллікан і його учні зрозуміли, що , так як вона швидко випаровується. У підсумку вони перейшли на масло, яке разбрызгивалось за допомогою спеціального розпилювача від духів.

Все більш витончені експерименти з краплями олії в кінцевому підсумку визначили, що електрон дійсно являє собою одиницю заряду. Вони оцінили його значення з великою точністю. Це був переворот для фізики елементарних частинок

частинки утворюють хвилі

Як думаєте, світло — це частка, або хвиля? Багато вчені зупинилися на тому, що світло — це частинка, грунтуючись на експериментах Ньютона з призмами. Але докази Томаса Янга зруйнували це переконання.

Янг цікавився всім — від єгиптології (він допоміг розшифрувати Розеттський камінь) до медицини і оптики. Щоб дослідити сутність світу, в 1801 році Янг підготував експеримент. Він виконав дві тонкі щілини в непрозорому об'єкті, пропустив крізь них сонячне світло і спостерігав, як промені відкидають ряд яскравих і темних смуг на екрані. Різні ділянки Янг пояснював тим, що світло поширюється хвилеподібно, як брижі на ставку, з гребенями і западинами від різних світлових хвиль, що підсилюють і компенсуючими один одного.

Хоча сучасні фізики на початку відкинули висновки Янга, повторення його експериментів з двома щілинами показало, що частинки світла дійсно рухаються, як хвилі. Подальші експерименти доводили, що таке можливо тільки в тому випадку, якщо частинки рухаються, як хвилі. Це відкриття і його особливості в тому числі лежать в основі квантової фізики.

Світло теж складається з хвиль.

Доказ процвітання біологічних видів

До 1960-м років екологи прийшли до угоди, що середовища проживання процвітають головним чином завдякирізноманітності видів в них. Вважалося, що зміна співвідношення представників цих видів не призводить до зміни всієї середовища проживання. Але Роберт Пейн був з цим не згоден.

Пейн провів свої експерименти, пов'язані з виключенням морських зірок з припливних басейнів вздовж узбережжя штату Вашингтон. Виявилося, що знищення цього єдиного виду може дестабілізувати цілу екосистему.

В цій екосистемі важлива кожна рибка.

Без морських зірок їх видобуток почали поглинати мідії, сильно збільшуючи свою популяцію. Це призводило до того, що вони почали витісняти водорості і займати їхнє місце. У підсумку вся екосистема перетворилася просто в розсадник мідій.

Відкриття Пейна справило великий вплив на , довівши, що треба зберігати не окремі види, а екосистеми.

Так відкриття Пейна перевернуло погляд на всю систему взаємодії живих організмів. Він помер в 2016 році і в останні роки багато працював над вивченням впливу людини на зникнення видів, у тому числі і за рахунок глобального потепління.

, яке відкриття зацікавив вас найбільше.