UKR ENG
«ПАТЕНТБЮРО» Web-журнал «Інтелектус» Інноватика & Комерціалізація Дев'ять проектів, що змінили світ (За версією Ірини Якутенко...
ТЕМПОРАЛОГІЯ
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА ВЛАСНІСТЬ
ІНТЕЛІГІБІЛІЗАЦІЯ
СИМВОЛІКА & ГЕРАЛЬДИКА
* МАТРИКУЛ
ІНФОРМЕРИ

Дев'ять проектів, що змінили світ (За версією Ірини Якутенко)

За прикладом версії найбільших наукових проектів, що їх представлено Discovery Channel, російське Інтернет-видання Lenta.ru вирішило відібрати дев'ять проектів, кожний з яких змінив життя людей або уявлення про навколишній світ.

Більшість відібраних наукових проривів були зроблені в XX столітті. Проте, одне з найбільших відкриттів, що перевернуло уявлення про медицину і захворювання, було зроблене істотно раніше – в кінці XVIII століття. То ж, як вказує Інтернет-видання, логічно почати огляд саме з нього.

Вакцинація

В 1796 році британський лікар Едвард Дженнер втер у подряпину на шкірі восьмилітнього хлопчика рідину з папули жінки, що була хвора коров'ячою віспою – захворюванням, яке не викликає летального результату у людини. У хлопчика з'явилося легке нездужання, яке пройшло через декілька днів. Через півроку Дженнер прищепив хлопчику смертельно небезпечну чорну віспу, епідемії якої забирали сотні тисяч життів. Хлопчик не захворів. У нього з'явився імунітет до цієї хвороби.

Едвард Дженнер проводить вакцинацію дітей  
Едвард Дженнер проводить вакцинацію дітей. Фото з сайту vaclib.org

Імунітет – здатність організму розпізнавати і боротися з різними інфекціями. Коли хвороботворні агенти дуже сильні – як у випадку з чорною віспою – то імунна система не встигає дати їм відсіч, і людина гине. Якщо заздалегідь "показати" організму збудників – він встигне виробити захист, який дозволить імунним клітинам відразу пізнавати збудників і починати негайну боротьбу. У багатьох випадках вакцинація допомагає взагалі не захворювати тими або іншими інфекціями; у разі зараження захворювання протікає значно легше.

Дженнер дуже ризикував, вводячи хлопчику "здорові" віруси віспи. Сучасні вакцини містять знешкоджуваних збудників або навіть їх окремі фрагменти. Для формування імунітету часто досить окремих молекул, наприклад, певних полісахаридів бактерійної оболонки.

Перебільшити значення вакцинації важко. Вона врятувала життя мільйонів людей і сприяла практично повному винищуванню деяких небезпечних захворювань, наприклад, тієї самої чорної віспи, з якої все почалося.

Ядерна зброя і атомна енергетика

Людство дізналося про потужність ядерної зброї шостого серпня 1945 року, коли американський бомбардувальник В-29 "Енола Гей" (названий так на честь матері пілота) скинув на японське місто Хіросіму ядерну бомбу "Малюк", масою трохи більше чотирьох тонн. Радіус зони повного руйнування склав близько 1,6 кілометрів, ще на десятки кілометрів всі будівлі були знищені пожежами. Близько 240 тисяч чоловік загинули практично відразу від вибуху і від радіаційних уражень. Ще 160 тисяч померли від променевої хвороби через деякий час. "Малюк" був украй неефективною бомбою, і з часом технології виробництва ядерної зброї стали куди досконалішими.

Перші бомби були розроблені в рамках Манхеттенського проекту, що стартував у США в 1942 році. В СРСР аналогічними розробками займалися учасники атомного проекту. Перша радянська ядерна зброя була випробувана 29 серпня 1949 року. За роки "холодної війни" ефективність ядерних боєголовок була помітно поліпшена. Зараз існують бомби, потужність яких перевищує одну мегатонну в тротиловому еквіваленті.

 
Ядерний вибух. Фото з сайту wikimedia.org
Проте світ змінила вже найперша бомба. У людей з'явилася зброя, здатна за декілька хвилин знищити світ. Ядерна зброя стала найбільшою загрозою і одночасно фактором стримування, що перешкоджає розвиток конфліктів. Крім того, військові розробки у цій сфері сприяли створенню атомної енергетики.

Ядерний вибух обумовлений ланцюговою реакцією розщеплювання ядер важких ізотопів. Ядра, що утворюються при розпаді, нейтрони викликають розщеплювання сусідніх ядер, яке також супроводжується викидом нейтронів. У ядерному реакторі підтримується керована реакція розпаду. Тепло, що виділяється при реакції, нагріває воду, яка, перетворившись на пару, обертає турбіни генератора. Сучасні АЕС є відносно безпечним і екологічно чистим способом виробництва енергії. Значення атомної енергетики може істотно зрости в умовах прогнозованої паливної кризи.

Політ людини на Місяць

 
Астронавт Баз Олдрін (Buzz Aldrin) на Місяці. Фото з сайту spaceflight.nasa.gov

21 липня 1969 року Ніл Армстронг вимовив, напевно, найзнаменитішу після "Бути або не бути" фразу: "Це один маленький крок для людини, але гігантський стрибок для всього людства" ("That's one small step for а man, one giant leap for mankind"). Астронавт вимовив ці слова, стоячи на поверхні єдиного природного супутника Землі - Місяця.

Пілотований космічний корабель "Аполлон 11" доставив екіпаж із трьох чоловік до Місяця, сів на її поверхню, злетів, і потім повернувся на Землю. Місія "Аполлона 11" продемонструвала можливість міжпланетних польотів, підстьобнула активне вивчення космосу, сприяла розробці безлічі технологій. Крім того, не можна заперечувати, що висадка і пересування людей на Місяці – надзвичайно ефектне видовище, від якого дотепер захоплює дух.

Існує теорія про те, що політ на Місяць був неймовірною за масштабами фальсифікацією, створеною Сполученими Штатами, щоб продемонструвати лідерство в області технологій і ствердити свою перевагу над СРСР. Прихильники цієї теорії приводять безліч фактів, підтверджуючих, що американці ніколи не висаджувалися на Місяці, а всі фотографії, відеозаписи і радіотрансляції були сфабриковані. NASA кілька разів спростовувала висунуті звинувачення, проте прихильники теорії "місячної змови" наполягають, що єдиною перевіркою стане повторна висадка людини на Місяці або ж запуск до супутника апарату, оснащеного камерами високого вирішення, які зможуть "роздивитися" сліди перебування американських астронавтів.

Штучні супутники Землі (ШЗС)

Перший штучний супутник ПС-1  
Перший штучний супутник ПС-1. Фото з сайту astronet.ruЗ

Перший штучний супутник був запущений СРСР четвертого жовтня 1957 року. Фактично, він був радіопередавачем, що обертається навколо Землі. Запуск супутника викликав фурор, проте істинне значення цих апаратів людство оцінило тільки зараз. Встановлене на штучних супутниках наукове устаткування дозволяє проводити безліч експериментів. Наприклад, за допомогою сателіту були знайдені радіаційні пояси Землі, ШЗС допомагають вивчати магнітосферу нашої планети, зміни клімату, характеристики сонячного випромінювання.

ШЗС здійснюють розвідку корисних копалин, вони використовуються для прогнозу погоди і відстежування змін клімату. Навігаційні супутники служать для орієнтації кораблів та підводних човнів. Супутники дозволили автомобілістам забути про карти: GPS-навігатори, що орієнтуються по ШЗС, прокладають маршрут, визначаючи місцезнаходження автомобіля з точністю до декількох метрів. Поняття супутникового зв'язку і супутникового телебачення вже давно нікого не дивують.

Комп'ютер

Персональний комп'ютер кінця минулого століття  
Персональний комп'ютер кінця минулого століття. Фото з сайту wikimedia.org

Сьогодні міркувати про комп'ютери – значить міркувати про все. У тому або іншому вигляді ці машини використовуються скрізь: від наукових лабораторій і офісів, до телефонів та автомобілів. Комп'ютери більше не є прикладним інструментом для пізнання навколишнього світу і рішення складних технічних задач, як це було на зорі їх винайдення. Комп'ютери перетворилися на складову частину світу, універсальний орган його сприйняття та інструмент для його створення. Ймовірно, по-справжньому оцінити, що комп'ютери означають для людини, вдасться тільки через кілька десятків років, коли докомп’ютерна ера остаточно стане минулим і на неї можна буде поглянути в історичному контексті.

Інтернет

Пращуром інтернету стала створена в 1969 році мережа ыз декількох комп'ютерів, розташованих далеко один від одного в наукових центрах США - APRANET. Спочатку ідея об'єднання декількох машин у мережу мала забезпечувати їх безперебійну роботу, обмін даними і збереження інформації у разі ядерного удару. Поступово принцип децентралізації набув поширення, стали розвиватися альтернативні мережі. У листопаді 1977 року була продемонстрована робота мережі інтернет, що складається з трьох мереж, в яких використовувався єдиний протокол прийому/передачі даних TCP/IP, що застосовується і дотепер.

 
Графічне зображення всесвітньої Мережі. Вузли відповідають підключеним до інтернету комп'ютерам, а зв'язки між ними - маршрутам, по яких йде трафік. Фото з сайту opte.com

У міру того, як збільшувалася кількість комп'ютерів, що складають інтернет, у цієї мережі стали з'являтися нові функції. Зараз інтернет є величезним сховищем інформації, яка знаходиться на окремих серверах по всьому світу, але може стати доступною користувачам за запитом протягом декількох секунд або навіть часток секунди. Завдяки інтернету багато разів зросла оперативність надходження інформації, що привело до зміни темпу життя взагалі. Оскільки подібного способу комунікації раніше не існувало, інтернет породив нову культуру спілкування. Завдяки всесвітній павутині люди, що живуть у різних кінцях світу, дістають можливість повноцінно взаємодіяти і навіть вступати у ділові і торговельні відносини. Інтернет сприяв розвитку нових напрямів і концепцій бізнесу. З появою Мережі людство вступило в нову фазу розвитку – фазу інформаційного суспільства.

Крім інформаційної та соціальної функцій інтернету має ще ряд областей застосування. Він є мережею, що об'єднує величезну кількість могутніх обчислювальних машин. Фактично, інтернет – це неймовірних розмірів суперкомп'ютер. У даний час вже запущено декілька проектів, які використовують можливості інтернету для проведення складних математичних обчислень. Так, у рамках проекту SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), комп'ютери його учасників аналізують дані, одержані радіотелескопами (в основному це шум), і намагаються виділити з них впорядковані сигнали, які могли б бути ознакою діяльності розумної цивілізації.

Проект "Геном людини"

В 1953 році Френсіс Крік і Джеймс Вотсон опублікували коротку статтю в журналі Nature, в якій повідомили про створення моделі подвійної спіралі ДНК. В 1958 році Крік сформулював центральну догму молекулярної біології – правило, яке визначає напрям передачі і реалізації генетичної інформації в клітині. У класичному вигляді центральна догма виглядає так: ДНК --> РНК --> білок. Центральна догма затвердила роль ДНК як основного носія всієї інформації про живі істоти, в якій міститься ключ до всього: старіння, хворобам, здібностям, зовнішності. З 1958 року однієї з основних задач молекулярної біології стала розшифровка ДНК людини.

Ця задача спочатку здавалося нездійсненною. Досить довго вчені не могли розробити надійного способу, який би дозволяв достовірно розшифрувати – тобто визначити послідовність - великого числа "літер" за один підхід. Поява такого методу була критично важливою, тому що в геномі людини міститься три мільярди "літер" – нуклеотидів. А оскільки більшість клітин містить дві копії всіх молекул ДНК, всього необхідно було визначити послідовність шести мільярдів нуклеотидів (6 000 000 000). .

 
Обкладинка журналу Science, в якому була опублікована послідовність геному людини. Фото з сайту genome.imim.es

Поступово стало зрозуміло, що рішення такої глобальної задачі неможливо силами окремих учених і лабораторій. Одним з перших необхідність об'єднання потужностей сотень лабораторій усвідомив Джеймс Вотсон, що став головним ідеологом проекту "Геном людини", розробка якого почалася в 1986 році у США. В 1989 році була створена міжнародна організація HUGO (Human Genome Organization). У проекті взяли участь лабораторії, інститути і наукові центри з 23 країн світу: Австралії, Австрії, Бельгії, Великобританії, Голландії, Східної і Західної Германій, Греції, Данії, Ізраїлю, Ісландії, Іспанії, Італії, Канади, Норвегії, СРСР, США, Фінляндії, Франції, Швейцарії, Швеції, Південної Африки і Японії. HUGO став найкрупнішим об'єднанням учених.

В 1999 році була розшифрована перша – точніше, 22-а – хромосома людини. В 2001 році було оголошено про завершення чорнового варіанту геному людини. Правда, істотну роль у цьому зіграла біотехнологічна компанія Celera Genomics (докладніше про розшифровку геному людини тут), але так чи інакше, неймовірне за своєю складністю завдання було вирішене.

Отримання повної послідовності нуклеотидів геному людини повністю змінило підхід до наукових досліджень. Якщо "догеномна" наука досліджувала окремі приватні явища, то наука "після геному" стала розглядати системні процеси, будувати карти подій, що відбуваються, і геномні мережі. Багато в чому завдяки розшифровці геному людини та інших організмів народилася ціла галузь біології, що одержала назву біоінформатики. Біоінформатики працюють з величезними масивами даних, порівнюють їх, виводять закономірності, "витягують" з них нові процеси, які видно тільки при погляді на картину в цілому. Проект HUGO поділив біологію на те, що було "до" і те, що стало "після".

Телескоп "Хаббл"

 
Телескоп "Хаббл" на орбіті Землі. Фото NASA

Телескоп "Хаббл" передав на Землю безпрецедентну кількість наукової інформації. За 18 років його роботи було зроблено понад 700 тисячі зображень різних наукових об'єктів. Дані, одержані за допомогою цього телескопу, дозволили уточнити вік Всесвіту, скласти карти поверхні деяких планет Сонячної системи, довести існування екзопланет, підтвердити теорію про механізми народження зірок і наявність в центрі галактик надмасивних чорних дір, а також багато що інше. Перефразовуючи відомий афоризм, можна сказати, що якби "Хаббла" не існувало, то його необхідно було б винайти. Неможливо уявити собі сучасну астрономію без цього телескопу.

Унікальність "Хаббла" пояснюється, по-перше, дуже точною оптикою, а по-друге, тим, що він знаходиться на орбіті. Земна атмосфера спотворює сигнал і, крім того, поглинає електромагнітне випромінювання певних довжин хвиль (наприклад, ультрафіолетове, рентгенівське або гамма-випромінювання). А багато космічних об'єктів можна "роздивитися", тільки використовуючи саме таке випромінювання.

 
Зліва - знімок галактики М100, одержаний до установки на дзеркало "Хаббла" коректуючої системи. Справа - знімок тієї ж галактики після корекції. Фото NASA

Цікаво, що телескоп, який так багато зробив для розвитку науки, спочатку був створений з дефектом. Форма головного дзеркала – найважливішої оптичної деталі телескопа – виявилася викривленою. Відхилення склало всього два мікрометри, проте цього було досить, щоб звести нанівець всю задумку з виведенням телескопа на орбіту: вирішення "короткозорого" "Хаббла" було порівнянне з вирішенням телескопів на Землі. Тоді керівники проекту ("Хаббл" був спільно створений NASA і ESA) ухвалили рішення одягнути телескопу "окуляри". Була створена спеціальна коректуюча система, яку астронавти встановили на телескоп через три роки після початку його роботи. Для виправлення помилки техніка, який вмонтовував дзеркало, потрібно було провести п'ять тривалих виходів у відкритий космос.

Космічні програми

Дослідження космосу можна зарахувати до проектів, які змінили наше уявлення про світ, як то кажуть, "у сукупності". Сюди відносяться радянські і американські місяцеходи, що вивчали наш природний супутник ще в 1970-і роки, марсоходи "Оппорт’юніті" ("Opportunity") і "Спіріт" ("Spirit"), які зробили величезну кількість знімків поверхні Марса і зібрали деяку інформацію про хімічний склад ґрунту Марса, апарати "Венера-1"-"Венера-15", що вивчали нашу космічну сусідку і частина яких спускалася на поверхню планети, "Вояджери", що дослідили дальні планети Сонячної системи, станція "Кассіні", що вивчала Сатурн і його кільця, зонд "Гюйґенс", що сів на поверхню супутника Сатурну під назвою Титан та багато інших.

Зараз на Марсі знаходиться космічний зонд "Фенікс" – нашпигована складними приладами космічна лабораторія. "Фенікс" проводить хімічні і мас-спектрометричні дослідження ґрунту Червоної планети, робить знімки його поверхні і збирає метеорологічні дані. За допомогою "Фенікса" учені сподіваються знайти на Марсі органічні молекули, які можуть стати підтвердженням того, що на Марсі колись було – або зароджувалося – життя.

Show must go on

Можливо, хтось не погодиться із запропонованим вибором наукових досягнень, захоче щось до нього додати або взагалі переписати. Автор підбірки не ставив собі мету вибрати найкращі або найголовніші проекти. У цьому невеликому огляді була зроблена спроба показати, що світ навколо нас міняється, причому не просто набуває нових рис, а перетворюється на щось зовсім інше. Ласкаво просимо.

Із публікації Ірини Якутенко в lenta.ru, 27 червня 2008

Висловити думку у Форумі