Научные достижения стран мира

10 стран, которые внесли наибольший вклад в развитие естественных наук в 2019 году

Global Look Press

Эксперты опубликовали Nature Index 2020 Annual Tables, в котором проводились исследования институтов и стран, наиболее активно и эффективно принимающих участие в исследованиях в области естественных наук.

При измерении индекса института или страны эксперты оценивали количество научных статей, опубликованных в 82 журналах, которые отслеживаются в базе данных.

Ниже мы расскажем о 10 странах, где наиболее активно проводились научные исследования в области естественных наук в 2019 году.

Австралия занимает десятое место в рейтинге стран с самой высокой долей в научно-естественных исследованиях. Индекс в 2019 году составил 1,259.95.

На девятом месте оказалась Южная Корея, славящаяся своими достижениями в технологическом секторе. Тем не менее страна также вносит немалый вклад в развитие естественных наук. Индекс страны – 1,435.23.

На восьмом месте Швейцария, которая ежегодно вносит большой вклад в развитие самых разных наук. Если говорить о естественных науках, то в 2019 году индекс страны составил 1,487.88.

Канада – ближайший сосед США, который, тем не менее, сильно отстает от лидера рейтинга. Индекс страны в естественно-научных исследованиях составил 1,602.09.

Самый крупный центр научных исследований во Франции — CNRS (Centre national de la recherche scientifique, Национальный центр научных исследований). В 2019 году индекс Франции достиг 2,238.55.

Япония, как и Южная Корея, знаменита разработками в сфере высоких технологий, робототехники и телекоммуникаций. Тем не менее в стране также активно идут исследования в области естественных наук. Индекс Японии в 2019 году — 3,024.32.

Четвертое место занимает Великобритания, экономика которой в последние несколько лет оказалась в непростой ситуации, что было связано с неопределенностью, возникшей из-за выхода страны из ЕС. Тем не менее страна вошла в число лидеров в области естественнонаучных исследования. Индекс — 3,773.66.

Германия с индексом 4,545.70 вошла в число трех лидеров в области естественнонаучных исследований. Германия – страна не только с развитыми технологиями и промышленностью, но также и с высоким уровнем естественнонаучных исследований.

На втором месте оказался Китай с индексом 13,566.11. Китай лидирует во многих отраслях, в том числе и в сфере естественнонаучных исследований.

Лидером рейтинга стали США, индекс страны — 20,152.48. США являются мировым лидером по целому ряду показателей. Помимо прочего, США заняли лидирующее положение в мире по естественнонаучным исследованиям.

Источник

10 самых важных научных открытий в мире

Современная цивилизация не существовала бы без технологий и научных изобретений. Многие из них меняли представления о мире или жизнь людей. Сейчас очевидно, что руки после улицы нужно мыть; если бросить вверх камень с достаточной скоростью, он выйдет на орбиту Земли, а мыши не самозарождаются в соломе. Но это было известно (и доступно) не всегда. Представляем 10 открытий, изменивших мир.

ТОП 10: величайшие научные открытия, изменившие мир

Выбрать только 10 открытий из всех сложно. Пришлось отказаться от наследия античности и от некоторых областей наук: с ними текст получился бы огромным. Многие величайшие достижения человечества, например: волновая теория света, закон сохранения энергии, структура генетического кода — остались не рассмотренными по этой же причине. Поэтому рассмотрим те научные открытия, без которых не было бы современной науки и цивилизации.

Гелиоцентрическая система мира

Земля вращается вокруг Солнца с периодом вращения один год. На этом основана современная астрономия. Однако со 2 до конца 17 века геоцентризм — идея о том, что Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг Земли — был популярнее. Так утверждали труды Аристотеля и Птолемея, а также Библия. Мало кто из философов и ученых решался спорить с ними.

Николай Коперник (1473-1543), возродивший концепцию гелиоцентризма

В 1543 году польский астроном Николай Коперник опубликовал книгу «О движении небесных сфер». В ней он утверждал, что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а Земля, кроме того — и вокруг своей оси. Эти дату и книгу считают моментом возрождения гелиоцентризма.

Теория о гелиоцентризме была доказана только после открытия законов классической механики. До этого ее развивали Иоганн Кеплер, Галилео Галилей и другие астрономы и физики.

Клеточное строение живых организмов и микроскопия

«Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – структурная и функциональная единица живого». Без этих знаний биология и медицина оставались бы на уровне 15 века. Клеточную теорию строения живого разработали благодаря исследованиям Роберта Гука и Антони ван Левенгука.

Англичанин Роберт Гук в 1665 году опубликовал книгу «Микрография». Помимо астрономических наблюдений в ней были рисунки срезов пробки с упорядоченными пустотами. Гук назвал их клетками, и термин прижился.

Клетка в микроскопии

Страстью Антони ван Левенгука, работника торговой лавки, была микроскопия. Левенгук научился шлифовать линзы и собирать их в стопки, чтобы усилить увеличение. Прочитав книгу Гука, Левенгук начал рассматривать в самодельный микроскоп все подряд. Именно Левенгук первым открыл одноклеточные организмы, бактерии, эритроциты (клетки крови), мышечные волокна.

Закон всемирного тяготения и законы классической механики

Классическая, или ньютоновская механика, благодаря которой существуют современные механизмы, немыслима без законов Ньютона. В 1687 году Исаак Ньютон издал книгу «Математические начала натуральной философии». В ней английский ученый описал три закона движения и закон всемирного тяготения, определил основные физические термины, в том числе, массу и силу, изложил результаты своих исследований в области гидродинамики и астрономии.

Книга «Математические начала натуральной философии»

В 1905 году Альберт Эйнштейн усовершенствовал теорию Ньютона, разработав общую теорию относительности. О ней речь пойдет ниже.

Электричество

Научные открытия 20 века и современное общество не могли бы существовать без электричества. Датировать эту технологию сложно. О положительном и отрицательном электрических зарядах писал Шарль Дюфе в 1734 году. В 1800 году Алессандро Вольта изобрел источник постоянного тока – первую батарейку. Двумя годами позже Василий Петров открыл вольтову дугу, и с этого момента исследователи разных стран искали способы использовать электричество для освещения.

Лампочка испускает свет за счет теплового действия тока

В 1831 году Майкл Фарадей описал электромагнитную индукцию и создал первый электрогенератор, а затем – электродвигатель. Электромагнитные волны впервые зарегистрировал Генрих Герц. В 1897 году Джозеф Топмсон открыл электрон. Их движение и есть электрический ток.

Генетика

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости. Она объясняет, почему и как получаются новые породы животных и сорта растений; что будет, если добавить помидору гены лосося, будет ли такой помидор плавать лучше обычного (не будет) и как заставить бактерии вырабатывать инсулин – лекарство, необходимое диабетикам.

Грегор Мендель (1822-1884)

Основы генетики заложил Грегор Мендель, монах-августинец, живший в Австрии. Примечательно, что три его попытки получить должность преподавателя естественных наук в Высшей Школе в Брюнне окончились провалом: Менделю не давалась биология. Поэтому он остался в монастыре, где ставил эксперименты на горохе с 1856 по 1863 годы. Обработав огромный объем данных, в 1865 году Грегор Мендель вывел три основных закона генетики. Однако эту работу оценили только в начале 20 века, когда другие исследователи открыли гены.

Теория эволюции

Без теории эволюции научные открытия 19 века были бы неполны. Новые виды живых организмов появляются из-за естественного отбора – выживания наиболее приспособленных к окружающей среде особей. Основы современной теории эволюции, разработанной в 1937-1944 годах, стала теория Дарвина.

Чарлз Дарвин (1809-1882)

Английский натуралист Чарлз Дарвин опубликовал «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 году. Он собирал материалы для нее с 1837 года: вел дневники наблюдений за домашними животными и растениями и переписывался с другими учеными. Идея о том, что живые организмы развиваются, а не существуют неизменными, пришла Дарвину после изучения научных трудов и кругосветного путешествия на корабле «Бигль».

Радиоактивность

Лучевая терапия рака и атомная энергия привычны нам. Они возможны из-за радиоактивности – распада веществ с выделением элементарных частиц и излучения. При этом одно вещество может превратиться в другое.

Явление радиоактивности открыл в 1896 году физик Антуан Беккерель. Он выяснил, что соли урана засвечивают фотопластинку, даже если она защищена темной бумагой. При этом излучение урана не зависит от солнечного света, в отличие от другого типа свечения – люминесценции.

Мария и Пьер Кюри проверяют наличие в минералах урана радиоактивных элементов

Кроме Беккереля радиоактивный распад исследовали Пьер и Мария Кюри. Именно они в 1898 году открыли радиоактивность тория, а несколько позже – радия и полония. Влияние радиации на живые организмы исследовали медики разных стран в 1900-1906 годах. Вначале оно считалось благоприятным. Опасность радиации выявил Пьер Кюри, вживив радий лабораторным мышам.

Теория относительности

К 20 веку физикам стало тесно в инерциальных системах отсчета – тех, где все тела либо покоятся, либо равномерно и прямолинейно движутся. Нужно было понять, как работать в системах, где не действует классическая механика Ньютона.

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

Эту проблему решил Альберт Эйнштейн. Его книга «К электродинамике движущихся тел», опубликованная в 1905 году, содержала математический аппарат для неинерциальных систем. Эта теория называлась специальной теорией относительности. Позднее Эйнштейн разработал теорию гравитации и создал общую теорию относительности, которая работает в масштабе Вселенной. Согласно ей, силы инерции и гравитация имеют одну природу.

Базовое понимание теории относительности: событие B одновременно с A в зеленой системе отсчета, однако оно уже произошло в синей системе и произойдет позже в красной системе.

В физике относительность одновременности — это понятие о том, что отдаленная одновременность — происходят ли два пространственно разделенных события в одно и то же время — не абсолютна, а зависит от системы отсчета наблюдателя.

Специальная теория относительности в сочетании с квантовой механикой дала релятивистскую квантовую теорию поля. На общей теории относительности основана современная физика.

Антибиотики

Научные открытия, изменившие мир, часто сложны, и их влияние на нашу жизнь не совсем очевидно. Однако одно из них известно и понятно всем – это открытие антибиотиков – веществ, убивающих бактерии. Именно антибиотики во много раз снизили смертность от раневых инфекций и болезней.

Александр Флеминг (1881-1955)

Впервые об антибиотиках начали говорить в конце 19 века. Однако эти исследования не были замечены. Поэтому считается, что первый антибиотик открыл английский микробиолог Александр Флеминг. Это открытие можно считать удачной случайностью. Флеминг обратил внимание, что в одной из чашек с микроорганизмами выросла плесень. Бактерии вокруг плесени погибли. Из плесени Флеминг получил пенициллин.

Микробиологи по всему миру начали искать другие вещества, опасные для микроорганизмов. Выяснилось, что многие грибы, растения и бактерии вырабатывают антибиотики. Некоторые из них достаточно безопасны для человека.

Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик – ученые, изменившие мир, описав структуру ДНК как двойную спираль. ДНК – это носитель наследственной информации у бактерий, грибов, растений, животных и некоторых вирусов. По сути это инструкция, по которой строится и работает организм. Понимание, как устроена ДНК, позволило обосновать генетику и получать генетически модифицированные организмы с заданными свойствами.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (двойная спираль)

Научные открытия — FAQ

Многие величайшие открытия относятся именно к математике: хотя бы аналитическая геометрия, десятичные логарифмы, теория вероятностей, геометрия Лобачевского, десятичные дроби, дифференциальные уравнения… Строго говоря, топ-10 научных открытий целиком должен состоять из них: без математики нет других наук. Но рассказывать о них пришлось бы намного дольше. Так что в другой раз.

Почти по той же причине: величайшие достижения человечества в этих областях пришлось бы долго описывать. О каждом из них нужна своя статья.

Все перечисленное, как и метод радиоуглеродного анализа, нанотрубки и клонирование млекопитающих – технологии, которые изменили мир, способы получить практический результат. Открытия же относятся к фундаментальной науке, на которой основана практика.

Бозон Хиггса – это элементарная частица, предсказанная Питером Хиггсом в 1964 году. Открыли его 4 июля 2012 года в ходе экспериментов на Большом адроном коллайдере. Бозон Хиггса – последняя обнаруженная частица Стандартной модели – теоретической модели, описывающей взаимодействия всех 61 элементарной частицы.

Предполагалось, что у Z- и W-бозонов, отвечающих за взаимодействия на расстояниях около 2×10-18 м (меньше диаметра атомного ядра), массы быть не должно. Но она есть, и объясняет ее наличие именно Бозон Хиггса. Эти бозоны формируют поле Хиггса. Когда частицы проходят через поле Хиггса, оно сопротивляется, и это выглядит как изменения масс частиц. Открытие бозона Хиггса позволяет дополнить и расширить Стандартную модель, которая не охватывает гравитацию, темную материю и антиматерию.

Эмбриональные стволовые клетки – это клетки, которые еще не получили специализацию, или не дифференцировались – не превратились в нервную, мышечную, покровную или какую-нибудь другую ткань. Они есть в любом организме: из них вырастают новые клетки взамен погибших.

О стволовых клетках начали говорить в 1964 году, когда выяснилось, что клетки раковой опухоли не дифференцируются. В 1981 году стволовые клетки выделили из эмбрионов мыши, а в 1998 году – из бластоцисты (ранней стадии эмбриона) человека. Сейчас во многих странах проходят клинические испытания эмбриональных стволовых клеток для лечения травм и болезней. Пока их не завершат, в медицине стволовые клетки применять не будут.

Двумерные кристаллы углерода: у них нет толщины. По сути это плоскость графита, того же, что в карандашах. Поэтому его свойства предсказали задолго до 2004 года, в котором Андрей Гейм и Константин Новоселов в Манчестерском университете получили графен. В 2010 году появилась технология, с помощью которой можно выращивать метровые листы графена. Способы использования графена разрабатывают исследователи в разных странах. Скорее всего, начнут с электроники и обнаружения химических веществ.

В 1911 году Константин Циолковский рассчитал вторую космическую скорость – минимально необходимую, чтобы удалиться от Земли. Без этого знания космические полеты невозможны. В 1931 году Карл Янский открыл космическое радиоизлучение. В 1964 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили реликтовое излучение. В 1992 году был открыт пояс Койпера. Звездные потоки вокруг центра Галактики открыли в 2007 году, сверхскопление галактик Ланиакея – в 2014 году. В 2016 году зафиксировали гравитационные волны при слиянии двух черных дыр.

Можно, и такой организм уже создан. Это искусственная бактерия Mycoplasma laboratorium, которую зовут Синтия – от слова «синтетический». Группа ученых получила ее в 2010 году. Эта бактерия не опасна для человека, а ее геном, помимо необходимых генов, содержит четыре зашифрованных сообщения от создателей.

Напоследок рекомендуем посмотреть научно-популярный фильм «Путешествие на край Вселенной», рассказывающий не только о рождении нашей планеты, но и необъятной Вселенной в целом.

Источник