Открытия в физике 21 века: 20 важных открытий 21 века |

Содержание

XVIII век – начало XX века

Физический институт им. П.Н. Лебедева (ФИАН) – старейший научно-исследовательский центр России, ровесник Российской академии наук, после учреждения которой физика получила в России полноправный статус самостоятельной науки.

Именно в первой половине XVIII века лежат истоки ФИАН: институт «вырос» из Физического кабинета Академии наук, основанной Петром I.

XVIII век – начало XX века

Учрежденная в XVIII веке в рамках Академии наук Кафедра физики в С.-Петербурге была единственным центром развития отечественной физики. Кафедра располагала хорошо оборудованным Физическим кабинетом, с которым связаны все основные экспериментальные исследования, проводившиеся тогда в Академии. Одновременно Физический кабинет был и базой для чтения первых в России курсов физики, организованных Академией. Годом основания Физического кабинета принято считать 1724 – год учреждения Академии наук, но его история началась раньше. Материальной основой Кабинета послужили собранные в Кунсткамере к моменту её открытия в 1714 году различные физические приборы, машины и инструменты, поиск и приобретение которых производились по указанию Петра I после его поездки в Европу. Также Кунсткамера пополнялась приборами, изготовленными отечественными мастерами.

Главное здание Академии наук в Санкт-Петербурге (слева) и Кунсткамера (справа). источник изображения
Известно, что к 1740 г. Физический кабинет занимал три помещения в верхнем этаже правого крыла главного здания и одну комнату в левом крыле здания Кунсткамеры. После пожара в Кунсткамере в 1747 г. и серии переездов Физический кабинет вплоть до начала XIX в. ютился в помещениях Кунсткамеры, пока в 1828 г. не переехал окончательно в правое крыло главного здания. Там Физический кабинет, затем Физическая лаборатория и Физический институт находились до переезда в Москву в 1934 г. (подробнее см. здесь)

Функционирование и развитие Кабинета не всегда шло одинаково успешно. Годы подъема (при Бильфингере, Крафте-старшем, Рихмане, Парроте, Ленце, Якоби, Вильде, Голицыне) сменялись периодами спада (при Эпинусе, Крафте-младшем, отчасти и при Петрове), за которыми следовал новый подъем. Но при этом Физический кабинет всегда оставался тем стержнем, который определял развитие академической физики в России.

На протяжении почти двух столетий деятельность Физического кабинета (впоследствии – Физической лаборатории, Физико-математического института) в значительной мере направляли по своему усмотрению и личным научным интересам его директора.

Первый директор Физического кабинета Г.-Б. Бильфингер проявил себя в С.- Петербургской Академии разносторонним физиком-экспериментатором, результаты его опытов опубликованы в многочисленных статьях в «Комментариях», под его руководством проводились систематические метеорологические наблюдения. Одновременно с Бильфингером членом Академии был выдающийся математик и физик Даниил Бернулли, прославившийся своими исследованиями по гидродинамике (его знаменитый трактат писался в Петербурге), механике и акустике. Большой вклад в развитие практической оптики и точной механики внёс другой коллега Бильфингера – профессор оптики и механики Иоган-Георг Лейтман.

Выдающийся математик Леонард Эйлер, создатель первой в России математической школы, автор почти 900 научных работ, занимал в Академии некоторое время кафедру физики. Его знаменитая книга «Письма о разных физических и философских материалах, писанные к некоторой немецкой принцессе» – великолепная популярная энциклопедия физики XVIII века.

Работа Г.-В. Крафта в Академии была полностью связана с Физическим кабинетом, который он упорядочил и расширил. Благодаря усилиям Крафта к 1741 г. Физический кабинет стал одним из лучших в Европе, в нем насчитывалось около 400 физических приборов по общей механике, механике жидкостей и газов, оптике, магнетизму, теплоте, акустике и электричеству. Крафт опубликовал в «Комментариях» около 100 работ. Им написаны несколько учебников для академической гимназии, в том числе первый учебник по физике «Начальные основания учения о природе».

Г.-В. Рихман, принявший кабинет от Крафта в 1744 г., уделял ему большое внимание. Будучи чистым экспериментатором, он начал опыты с электричеством задолго до Франклина. Узнав об экспериментах Франклина по атмосферному электричеству, Рихман с 1752 г. с большим увлечением занялся наблюдениями над грозами и трагически погиб во время опыта 26 июля 1753 г.

Начиная с 1741 г., в Физическом кабинете в течение ряда лет проводил опыты великий русский учёный М.В. Ломоносов. В своих публичных лекциях по физике он проводил демонстрации в Физическом кабинете. Сохранились сведения о совместных работах Ломоносова и Рихмана.

В 1747 г. в Кунсткамере был пожар, значительно пострадал и Физический кабинет, но уже в начале 1748 г. Кабинету было предоставлено дополнительное помещение. Благодаря стараниям Рихмана и поддержке Ломоносова Физический кабинет в начале 50-х годов XVIII века стал в России центром исследований по экспериментальной физике и координатором работы учебно-педагогических учреждений.

После смерти Рихмана Кабинет был опечатан и до 1756 г. находился под наблюдением адъюнкта М. Софронова.

Последними директорами Физического кабинета в XVIII веке были Ф. -У.-Т. Эпинус и В.-Л. Крафт-младший. Эпинус открыл пироэлектричество при исследовании турмалина, изобрел ахроматический микроскоп, дал первую количественную теорию электростатических явлений. Став воспитателем будущего императора Павла I, Эпинус отошёл от академической деятельности, после чего Кабинет пришел в упадок, лекции студентам не читались. При директоре Крафте-младшем Кабинет пополнился обширной коллекцией приборов по электричеству, но со временем превратился, по существу, в кладовую физических приборов, многие из которых были устаревшими.

* В этот период в моде были силуэтные портреты, в связи с чем иных изображений этих ученых не сохранилось

Таким образом, последняя четверть XVIII века и первая четверть XIX века оказались в истории академической физики и, в частности, Физического кабинета малопродуктивными.

Ситуация значительно улучшилась после появления в Академии Г.-Ф. Паррота. Приняв от В.В. Петрова Кабинет, он принялся с большой энергией за его реорганизацию и добился в 1828 г. перевода Кабинета из Кунсткамеры в Главное здание Академии, где Физический кабинет и выросшая из него Физическая лаборатория, а затем и Институт помещались до перевода Академии наук из С.-Петербурга в Москву в 1934 г.

В конце XVIII – начале XIX веков все возрастающее внимание физиков привлекали электрические явления, поэтому не случайно среди директоров Физического кабинета оказались ученые, имена которых вошли в историю исследования электричества: В.В. Петров (электрическая дуга), Г.-Ф.-Э. Ленц (закон Джоуля–Ленца), М.-Г. Якоби (гальванопластика).

После смерти Якоби новым директором был избран выдающийся физик и метеоролог Г.И. Вильд – организатор русской метеорологической сети (за 27 лет его работы число метеостанций увеличилось с 31 до 650), исследователь земного магнетизма и автор серии замечательных приборов. Занятый метеорологическими исследованиями Вильд не смог уделять много времени физике, поэтому работы по физике в Кабинете вел в основном приват-доцент Петербургского университета О. Д. Хвольсон, который продолжил работы Ленца и Якоби по электромагнетизму и Вильда по оптике.

В 1893 г. адъюнктом Академии по представлению Вильда и других академиков был избран Б.Б. Голицын. В начале 1894 г. ему было поручено заведование Физическим кабинетом. Ко времени прихода Голицына в Кабинет там уже никто не работал. Голицын привёл Кабинет в порядок, пополнил приборами и в 1912 г. преобразовал его в Физическую лабораторию, просуществовавшую до 1921 г.

Б.Б. Голицын – основоположник отечественной сейсмологии, им разработаны теория и конструкции сейсмических приборов. Благодаря ему сейсмология превратилась в точную науку. Он решил задачу определения очага землетрясения по данным одной сейсмической станции, сконструировал первый электродинамический сейсмограф и разработал его теорию, создал много других сейсмических приборов, решил вопрос о скорости распространения сейсмических волн на различных глубинах Земли. Сейсмографами Голицына были оборудованы все русские и большинство зарубежных сейсмических станций, в том числе и сейсмостанция вблизи Иркутска, которая зарегистрировала падение Тунгусского метеорита в 1908 г. Исследования Голицына были посвящены также оптике, молекулярной физике и спектроскопии. Он первый ввел (1893 г.) понятие температуры теплового излучения, экспериментально проверил эффект Доплера для света, изучал критическое состояние вещества, осуществил ряд спектроскопических исследований.

После смерти Голицына в течение некоторого периода Физическая лаборатория не имела постоянного руководства и переходила из рук в руки от академика геофизика М.А. Рыкачева к академику физику-химику Н.С. Курнакову, от него к физику П.П. Лазареву

Продоложение

Научные открытия 19-20 века timeline

Жозеф Мари Жаккар, французский изобретатель, придумал способ программирования работы ткацкого станка. Суть изобретения состояла в том, что нитью можно было управлять, используя перфокарты с отверстиями в определенных местах, в которых предполагалось нанести нить на ткань.
Первый двигатель внутреннего сгорания, изобрёл и построил французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Ривас.
Данный двигатель работал на водороде, имел шатунно-поршневую систему работы и искровое зажигание, как у современных ДВС. Цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой. Искра подавалась в ручную когда поршень полностью опускался. Данный примитивный двигатель имел очень маленький КПД и не был коммерчески успешным.
В Англии Георг Стефенсон простроил первую железную дорогу. Она обеспечивала железнодорожную связь городов Стоктон и Дарлингтон. В 1829 проложили ветку, которая связала Ливерпуль и Манчестер. Если в 1840 году общая протяженность железных дорог составляла 7700 км, то к концу 19-го века это уже было 1 080 000 км.
Майкл Фарадей заметил, что если медная проволока движется в магнитном поле, пересекая силовые линии, то в ней возникает электрический ток. Так появилось понятие электромагнитной индукции. Это открытие создало почву для изобретения электродвигателей.
Одним из изобретателей спектрального анализа является Кирхгоф. Он проводил первые исследования спектра Солнца. В результате этих исследований ему удалось получить рисунок солнечного спектра и более точно определить химический состав Солнца.
Работы Клода Бернара и Броун-Секара заложили основы понятия о внутренней секреции и послужили своеобразным стимулом к расширенному и целенаправленному изучению функций желез внутренней секреции.
Источник: https://meduniver.com/Medical/Physiology/1999.html MedUniver
В области химии в 19 веке самым значительным было открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона. На основе этого открытия была разработана таблица химических элементов, которую Менделеев увидел во сне. В соответствии с этой таблицей он предположил, что существуют еще неизвестные тогда химические элементы.
физик Вильгельм Конрад Рентген открыл «икс-лучи», названные впоследствии рентгеновским излучением – открытием, перевернувшим весь мир.
Это открытие разделило кровь на 4 группы: О, А, В и АВ. Стало возможным правильное переливание крови человеку, которое не заканчивалось бы трагически.
Томас Эдисон впервые записал человеческий голос.
Роберт Кох открыл возбудителя туберкулёза, бациллу сибирской язвы и холерный вибрион. За открытие туберкулезной палочки он был награжден Нобелевской премией.
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.
Фредериком Бантингом был получен гормон поджелудочной железы, и сахарный диабет перестал быть фатальным заболеванием.
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 радиоактивность. Джеймс Чедвик.
В 1931 году Р. Руденберг получил патент на просвечивающий электронный микроскоп, а в 1932 году М. Кнолль и Э. Руска построили первый прототип современного прибора. Эта работа Э. Руски в 1986 году была отмечена Нобелевской премией по физике, которую присудили ему и изобретателям сканирующего зондового микроскопа Герду Карлу Биннигу и Генриху Рореру. Использование просвечивающего электронного микроскопа для научных исследований было начато в конце 1930-х годов.
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.
Этот особый фотографический метод предложен Дэннисом Габором, в котором при помощи лазера регистрируются и восстанавливаются трехмерные изображения объектов, близкие к реальным.
Была получена новая модель строения молекулы, путем объединения сведений рентгеноструктурного анализа ДНК Розалин Франклин и Мориса Уилкинса и теоретических разработок Чаргаффа. Ее вывели Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
Юрий Гагарин первым осуществил этот знаменательный полет, ставший реальным воплощением мечты о звездах. Человечество узнало, что пространство между планетами преодолимо, и в космосе могут спокойно находиться бактерии, животные и даже человек.
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. Джон Гердон.

Эпоха Великих географических открытий

Освоение территории России

Хронология географических открытий

Важнейшие события в истории биологии

История учения о радиоактивности

Великие географические открытия

Экспериментальная физика

Вехи изучения клетки

История исследования России

Немного об истории нанотехнологии

«Немного об истории развития нанотехнологии»

Немного об истории развития нанотехнологии

Нанотехнологии

История развития системных идей

History Of Metals

Веб-квест «ЭкоМИФ»: «Открытия, которые потрясли мир»

Немного об истории развития нанотехнологии

Физика столетия (XVII век)

ЭКСПЕДИЦИИ, СОВЕРШЕННЫЕ РГО В РОССИИ В IXX ВВ.

История развития генетики

Атомное оружие

Нанотехнологии

Создание радио

История развития микроскопов

История открытий новых земель

История научных открытий

История развития физики

Временная_линия

История географических и космических открытий

Немного об истории развития нанотехнологий

Топ-5 открытий в современной физике

Значок поискаУвеличительное стекло. Это означает: «Нажмите, чтобы выполнить поиск».
Логотип InsiderСлово «Инсайдер».

Рынки США Загрузка…

ЧАС
М
С

В новостях

Значок шевронаОн указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие параметры навигации. ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА

Наука

Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо.

Скачать приложение

Бозон Хиггса

Викисклад

Ежемесячный журнал Physics World, ежемесячный журнал Института физики, определил наиболее важные физические открытия за последние 25 лет, приняв явно трудное решение.

Репортер Physics World Тушна Комиссариат сообщил Би-би-си, что составить список было «сложнее, чем выбрать нобелевских лауреатов», добавив, что было «так много сногсшибательных открытий, что наш окончательный выбор неизбежно подлежит обсуждению».

Журнал, отмечающий свое 25-летие, также опубликовал четыре других списка из пяти, два из которых мы включили сюда.

Вот самые важные открытия за последние 25 лет, в хронологическом порядке:

Квантовая телепортация (1992)
Создание первого конденсата Бозе-Эйнштейна (1995)
Ускоряющееся расширение Вселенной (1997) )
Экспериментальное доказательство массы нейтрино (1998 г.)
Обнаружение бозона Хиггса в ЦЕРНе (2012 г.)

Вот пять будущих открытий, которые могут изменить мир:

топовые ускорители частиц.
Квантовые вычисления
Графен — для электроники и сверхпрочных материалов.
Наноскопические «суперлинзы», использующие затухающий свет.
Мощность на ходу — сбор кинетической энергии с помощью трибоэлектриков.

Подпишитесь на уведомления от Insider! Будьте в курсе того, что вы хотите знать.

Подписаться на push-уведомления

LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

Физика
Наука

10 величайших научных открытий и изобретений 21 века

За прошедшие века в мире произошло бесчисленное множество разработок и достижений. Ученые и исследователи продолжают открывать новые вещи и расширять наше понимание и знания о природных явлениях, происходящих вокруг нас.

В 21 веке произошли тысячи научных открытий. Они помогли улучшить наш образ жизни, а некоторые из них являются ключом к большим инновациям в будущем.

В этой статье мы составили рейтинг величайших научных открытий и изобретений 21 века.

Обнаружение гравитационных волн

Ученые считают это величайшим открытием 21 века. Вернемся к тому времени, когда Альберт Эйнштейн впервые предсказал в своей теории относительности, что путешествия во времени будут возможны. Теперь это было доказано недавними открытиями. Проект LIGO, базирующийся в Соединенных Штатах, обнаружил гравитационные волны, которые могут позволить ученым разработать машину времени и отправиться в самые ранние и самые темные уголки Вселенной. Это был первый раз, когда они стали свидетелями «ряби в ткани пространства-времени».

Доказательства наличия воды на Марсе

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства подтвердило в сентябре 2015 года наличие доказательств существования жидкой воды на Марсе. Используя визуализирующий спектрометр марсианского разведывательного орбитального аппарата НАСА (MRO), ученые обнаружили гидратированные соли в разных местах на Марсе. В теплое время года гидратированные соли темнеют и круто стекают вниз. Однако в более прохладное время года они тускнеют. Обнаружение гидратированных солей означает, что вода играет жизненно важную роль в их образовании.

Части тела робота

С помощью биомеханики и инженерии ученые разработали части тела робота. Университет Твенте разработал роботизированные руки, которые могут помочь людям, страдающим мышечной дистрофией Дюшенна. Это позволит пациентам усилить остаточную функцию руки. Они также применили проект Darpa Revolutionizing Prosthetics по созданию протезов для раненых военнослужащих США при разработке роботизированных конечностей. Сегодня ученые изучают возможность создания этих роботизированных частей тела или экзоскелетов, управляемых разумом, для помощи инвалидам, пережившим инсульт и пожилым людям.

Ткани тираннозавра

Палеонтологи обнаружили частично окаменевшую и разлагающуюся бедренную кость тираннозавра, которому, как полагают, уже 70 миллионов лет, или дата, более близкая к библейской дате сотворения. Мэри Хигби Швейцер из Университета штата Северная Каролина и Университета штата Монтана обнаружила гибкие и прозрачные сосуды. Эта обнаруженная мягкая ткань сохранилась из-за железа между костями ног. Ткани T.Rex очень важны для определения физиологии динозавров и изучения их клеточных и молекулярных структур. Они обнаружили, что динозавры тесно связаны с большими птицами, такими как страус.

Прогресс в лечении ВИЧ

По данным сайта HIV.gov, во всем мире насчитывается более 36,7 миллионов человек, живущих с ВИЧ/СПИДом, из них 1,8 миллиона детей. ВИЧ/СПИД остается одной из самых смертоносных болезней в мире. С другой стороны, лечение ВИЧ доступно в Германии уже более двух десятилетий. Антиретровирусная терапия позволяет больным ВИЧ/СПИДом жить дольше. Однако определенного лекарства до сих пор не обнаружено. В 2007 году доктор ГероХюттер был первым, кто успешно вылечил пациента с ВИЧ/СПИДом по имени Тимоти Рэй Браун, пересадив костный мозг от ВИЧ-иммунного пациента.

Существование темной материи

В 2006 году группа исследователей нашла свидетельство, доказывающее существование темной материи. Они сделали вывод о наличии темной материи, измерив скопления пуль или расположение массы при столкновении галактик. По словам Максима Маркевича из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, темная материя может быть доказана по большей части видимой материи в скоплениях, которые были отсоединены от остальной массы. По данным НАСА, это до сих пор полная загадка. На данный момент они могут доказать, что 68% Вселенной состоит из темной энергии.

Секвенирование генома больного раком

В 2003 году ученые завершили секвенирование генома человека или генетического плана, указывающего на мутации, приводящие к раку. Им потребовалось три года, чтобы закончить набросок трех миллиардов букв, составляющих человеческую ДНК. Проект «Геном человека» помог ученым вылечить смертельный тип рака кожи и понять гены, участвующие в развитии лейкемии, экземы и диабета. Теперь секвенирование генома рака интегрировано в медицинские учреждения. Он характеризует и идентифицирует последовательности ДНК или РНК раковых клеток.

Создание органов человека

Исследование стволовых клеток проложило путь к более широкому доступу к органам вместо ожидания доноров или приема сильнодействующих лекарств. Ученые из Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской медицинской школы обнаружили, как регенерировать функцию ткани человеческого сердца с помощью клеток кожи взрослого человека. С помощью стволовых клеток люди могут вырастить другой орган. Это связано с регенеративным характером живых организмов. В последнее время различные исследования по всему миру позволяют выращивать фаллопиевы трубы, сердце, мозг, легкие и почки, среди прочего, с помощью стволовых клеток.

Вода как топливо

Немецкая компания Cleantech разработала футуристическую машину, которая превращает воду в топливо. Благодаря технологии Power-to-Liquid они могут преобразовывать воду и углекислый газ в жидкие углеводороды, которые принимают форму синтетического дизельного топлива, бензина и керосина. Эта технология была основана на процессе Фишера-Тропша и твердооксидных электролизерах (SOEC), которые преобразуют электричество в пар. В 2017 году Объединенный центр искусственного фотосинтеза (JCAP) и проект материалов лаборатории Беркли также разработали технологию, которая превращает солнечный свет, воду и углекислый газ в топливо, которое может стать жизнеспособным источником энергии, заменяя уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива.

Трансплантация лица

Трансплантация лица — это медицинская процедура, при которой лицо человека заменяется тканями умершего человека. В 2005 году Изабель Динуар из Франции стала первым человеком, перенесшим частичную пересадку лица, а первая полная пересадка лица произошла в Испании в 2010 году.