Проект на тему достижение науки и техники. Достижения науки и техники. Родство слепоглазки и четырехпалых позвоночных

2017 год близится к завершению, и сейчас самое время подвести итоги и рассказать о самых значимых событиях в области науки и техники за год.

Ученые впервые зарегистрировали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд. В наблюдениях были задействованы не только лазерные интерферометры коллабораций LIGO и Virgo, но и целый ряд космических обсерваторий и наземных телескопов, способных зарегистрировать электромагнитное излучение, порождаемое слиянием нейтронных звезд. Всего это явление наблюдали около 70 наземных и орбитальных обсерваторий по всей планете, в том числе и в нашей стране. Об открытии было объявлено 16 октября в ходе международной пресс-конференции, прошедшей одновременно в Москве, Вашингтоне и некоторых других городах.

Впервые гравитационные волны удалось зафиксировать в сентябре 2015 года, о чем коллаборации LIGO и VIRGO торжественно объявили 11 февраля 2016 года. Это событие стало одним из главных научных достижений 2016 года. Но тогда источником гравитационных волн стало столкновение черных дыр. В этот раз коллаборация зафиксировала гравитационные волны, вызванные столкновением двух нейтронных звезд - объектов, столкновение которых сотрясает пространство-время слабее, чем сталкивающиеся черные дыры.

2. Обнаружена звездная система с тремя землеподобными планетами

В феврале NASA сообщило об обнаружении звездной системы, в которой семь планет схожи по размеру с Землей, а три из них еще и находятся в обитаемой зоне. Существует высокая степень вероятности, что эта троица имеет условия, при которых на них возможна жизнь. На планетах, предположительно, есть жидкая вода, а сами они обладают плотной атмосферой.

Холодный красный карлик TRAPPIST -1 находится в созвездии Водолея, на расстоянии 39,5 св. лет от нас. Первые три планеты системы были обнаружены еще в 2016 году группой астрономов из Бельгии и США во главе с Микаэлем Жийоном с помощью роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Правда, открытие одной из планет - TRAPPIST-1 d - позже не подтвердилось. «Переоткрытие» планеты d (третьей от звезды в системе) и обнаружение еще четырех планет произошло позже благодаря дополнительным наблюдениям с использованием нескольких наземных телескопов и орбитального телескопа «Спитцер». Некоторые данные о системе также были получены телескопом «Кеплер».

На пресс-конференции 22 февраля ученые отметили, что это важнейшее открытие за последние годы. Значимость его не столько в самом факте обнаружения экзопланет, сколько в близости экзопланетной системы к нам и открывающихся возможностях для ее изучения и изучения возможной внеземной жизни на них.

3. Найдены следы древнейших микроорганизмов

Следы древнейших бактерий были обнаружены международной группой палеобиологов в скальных породах Нуввуагиттука (Канада, провинция Квебек). Возраст пород составляет до 4,3 млрд лет. Определили его в 2012 году с помощью самарий-неодимового датирования. При этом, как известно, возраст нашей планеты составляет около 4,6 млрд лет.

Найденные учеными трубкообразные структуры имеют возраст не менее 3,77 миллиарда лет. Окаменелости представляют собой гематитовые трубки и волокна, схожие по своей морфологии с нитевидными микроорганизмами из современных гидротермальных источников и окаменелостями в молодых породах. Они свидетельствуют о протекавшей здесь в далеком прошлом жизнедеятельности железобактерий. Эти бактерии способны окислять двухвалентное железо до трехвалентного, а освобождающуюся при этом энергию используют для усвоения углерода из углекислого газа или карбонатов. Жили они, как предполагается, под водой в гидротермальных источниках. Примечательно, что в это же время жидкая вода была и на Марсе. А это значит, есть все основания надеяться, что и на Красной планете в этот же период существовала жизнь. Статья с анализом находки опубликована в журнале Nature 1 марта.

4. Повторный запуск первой ступени

31 марта американская компания SpaceX впервые в истории повторно запустила в космос первую ступень ракеты, ранее уже побывавшую в космосе в апреле прошлого года. Тогда ракета вывела на орбиту космический корабль Dragon с грузом для экипажа МКС. Вернувшуюся из космоса ступень удалось успешно посадить на специальную платформу в океане, а после - доставить на завод.

В этот раз с ее помощью на орбиту был выведен телекоммуникационный спутник SES-10 принадлежащий одноименной люксембургской компании. Запуск, как и последующее возвращение на Землю, прошли успешно. Эта ракета в космос больше не полетит - она станет музейным экспонатом. Ее планируют передать в Космический центр имени Джона Кеннеди. В целом, ступени Falcon 9 предполагается использовать до 10 раз. А после основательного технического обслуживания их можно будет применять и до 100 раз, заявил Илон Маск СЕО SpaceX.

5. Получение изображения черной дыры

В апреле ученые из проекта Event Horizon Telescope в течение пяти дней занимались «фотографированием» черных дыр. Цель эксперимента - получение первого в истории изображения черной дыры.

Для наблюдений астрономы выбрали два объекта. Первый - Стрелец А* - компактный радиоисточник, который помимо радиоволн излучает также и в инфракрасном, рентгеновском и других диапазонах. Он находится в центре Млечного Пути, на расстоянии 26 тысяч световых лет от нас. Второй объект наблюдений - черная дыра в сверхгигантской эллиптической галактике M 87, крупнейшей в созвездии Девы. Она расположена на расстоянии около 53,5 млн св. лет от Земли.

Для получения снимков астрономы создали «виртуальный» телескоп, объединив несколько телескопов, расположенных в Мексике, Аризоне, Чили, Испании, Антарктиде и на Гавайях. Каждая из участвующих в эксперименте обсерваторий собрала по 500 Tб данных, которые уместились на 1024 жестких дисках. Сами обсерватории, конечно, не имеют возможности обработать такое количество информации на месте, поэтому данные находятся в Массачусетском технологическом институте (США) и в Радиоастрономическом институте Макса Планка (Германия). Здесь на суперкомпьютерах они и будут обработаны, в результате чего мы увидим первую в истории фотографию черной дыры. Правда, первые снимки черной дыры появятся не раньше 2018 года.

6. Китай запустил свой первый космический рентгеновский телескоп

15 июня с космодрома Цзюйюань в пустыне Гоби запущен первый китайский астрономический спутник. Им стала орбитальная китайская рентгеновская обсерватория Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT), предназначенная для наблюдения черных дыр, пульсаров, гамма-всплесков и поиска новых источников рентгеновского излучения.

Проект создания телескопа предложил еще в 1993 году китайский академик Ли Тибэй. Реализовываться проект начал только с 2000 года Министерством науки и технологий КНР совместно с китайской Академией наук и Университетом Цинхуа.

Обсерватория рассчитана на четыре года службы, может работать как в режиме наблюдения выбранной точки, так и в режиме патрулирования. Телескоп обладает одним из наиболее широких полей зрения среди себе подобных, а также широким рабочим диапазоном частот и энергий. На борту орбитальной обсерватории имеются три различные группы фотоэлементов: для анализа рентгеновского излучения высокой, средней и малой энергий.

7. Запущен в эксплуатацию уникальный рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL

В сентябре запущен в эксплуатацию уникальный рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL (X-ray free-electron laser). Россия также внесла в его создание значительный вклад. Церемония запуска, на которой присутствовала российская делегация во главе с помощником президента Андреем Фурсенко, прошла на окраине Гамбурга 1 сентября. Наша страна заняла второе место после Германии по объему долевого участия в проекте: около 27%. Строительство общей стоимостью €1,22 млрд началось в 2009 году и было завершено в 2016-м.

XFEL - это, по сути, гибрид микроскопа с ускорителем. На сегодняшний день он является самым мощным и самым ярким лазером подобного типа. Его сверхпроводящий линейный ускоритель частиц длиной 1,7 км способен разогнать электроны до энергии в 17,5 ГэВ. Установка способна производить 27 тысяч вспышек в секунду, при этом длительность каждой не будет превышать 100 фемтосекунд.

Уникальные параметры лазера позволят ученым совершить новые открытия в области наночастиц. Инструмент предназначен для исследования сверхмалых структур, очень быстрых процессов и экстремальных состояний. С его помощью ученые планируют создавать новые лекарства и материалы, лазер найдет применение в исследованиях в области энергетики, электроники и химии.

8. Сатурнианская миссия зонда «Кассини» завершена

15 сентября космический аппарат «Кассини» завершил свою 20-летнюю миссию. Автоматическая межпланетная станция, названная в честь итальянского астронома Джованни Кассини, была отправлена в космос в октябре 1997 года. В задачи «Кассини» входило исследование системы шестой от Солнца планеты Сатурн: самой планеты, ее спутников и колец, а также доставка спускаемого аппарата «Гюйгенс» на Титан - крупнейший спутник Сатурна. Станция прибыла к планете только в июне 2004 года и стала ее первым искусственным спутником.

Проведя в системе Сатурна 13 лет, «Кассини» сделал около 400 тысяч фотографий и переслал на Землю свыше 600 Гб данных. По результатам его наблюдений было написано свыше 4000 научных статей. Снимки аппарата позволили ученым открыть новое кольцо Сатурна - кольцо Януса-Эпиметея. Зонд изучил малоисследованные спутники Сатурна. Это такие спутники, как Полидевк, Паллена, Анфа, Мефон, Эгеон и Дафнис.

Чтобы избежать столкновения аппарата со спутниками планеты, на которых потенциально возможна жизнь, космический аппарат был направлен в атмосферу Сатурна, где и сгорел в облаках газового гиганта. Последние минуты жизни зонда NASA транслировало в прямом эфире.

9. Ученые создали генно-модифицированных свиней

Как известно, свиньи гораздо лучше других животных подходят для того, чтобы стать донорами органов для человека. Их геном достаточно похож на человеческий, внутренние органы схожи по размеру, а кроме того, этих животных легко разводить в больших количествах. Но на пути к возможному использованию органов есть еще много препятствий.

Группе ученых из американской биотехнологической компании eGenesis удалось сделать важный первый шаг на пути к заветной цели. Ученые смогли с помощью технологии CRISPR-Cas9 успешно изъять из ДНК подопытных свиней 25 различных эндогенных ретровирусов. Как выяснилось, эти вирусы имели способность заражать человеческие клетки. Затем с помощью технологии клонирования - подобной той, что использовалась при создании овечки Долли, - отредактированный генетический материал был помещен в яйцеклетки обычной свиньи, из которых образовались эмбрионы. В результате ученым удалось получить 37 здоровых поросят.

«Это первые свиньи, не имеющие свиных эндогенных ретровирусов, и наиболее генетически модифицированные животные, имеющиеся на сегодняшний день», - пояснили в eGenesis. Но все же успешное удаление свиных ретровирусов - это решение только половины проблем, необходимых для ксенотрансплантации - межвидовой трансплантации органов. Даже органы, пересаженные от человека человеку, то есть при внутривидовой трансплантации, вызывают иммунную реакцию, приводящую к отторжению органа. Теперь ученые решают и эту задачу и пытаются понять, какие еще генетические модификации нужно провести, чтобы иммунная система человека более охотно принимала свиные органы. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Science в сентябре этого года.

10. Рекордный успех технологии блокчейн

Рекордный рост биткоина в этом году (а он за год вырос почти в 16 раз) - событие не только из мира финансов, но и из мира технологий. За год суммарная капитализация всех криптовалют выросла с 17 млрд долларов в январе 2017 года до почти 500 млрд долларов в середине декабря. Одновременно переживает бум и рынок первичных размещений в криптовалюте (ICO), сравнить его можно только с эпохой доткомов конца прошлого века. Кроме того, и сам биткоин во второй половине года пережил уже четыре форка: Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Bitcoin Diamond и Super Bitcoin - все хотят себе свой биткоин.

Пожалуй, ни одно другое применение криптографических методов не имело такого успеха ранее.
Блокчейн, технология, на которой основан биткоин и другие криптовалюты, может применяться и для других целей: проведения выборов и голосований, управления децентрализованными организациями, сбора средств и так далее - то есть везде, где нет доверия между людьми и нужно избежать посредников.

Эксперты склоняются к тому, что блокчейн - это будущее цифровой экономики. Наблюдаемые в этом году рост цены биткоина и альткоинов, форки и бум ICO говорят, что в следующем году нас ожидает еще много интересного. И даже если биткоин, как пророчат некоторые эксперты, лопнет как пузырь, то очередные успехи технологии блокчейн однозначно будут в списке итогов уже 2018 года.

научный технический экономический мировой

В середине XX в. глубокие качественные перемены в науке и технике сблизились на-столько, что привели к научно-технической революции (НТР). Она представляет собой коренное качественное преобразование всех объективных и субъективных условий хозяйственного развития на основе превращения науки в ведущий фактор производства.

Первый этап НТР, как известно (гл. 1), начался в 40--50-е гг. XX в., когда зародились и получили развитие ее главные направления: автоматизация производства на базе электроники, атомная энергетика, создание и использование полимерных материалов и др. С созданием ракетно-космической техники люди стали осваивать околоземное космическое пространство.

На основе электричества была создана новая энергетическая основа промышленности и транспорта, т.е. решена крупнейшая техническая проблема. В 70-е гг. была изобретена динамо-машина, которую можно было использовать не только как генератор электроэнергии, но и как двигатель, превращающий электрическую энергию в механическую.. Следующая успешно решенная задача -- передача электроэнергии по проводам на значительные расстояния. Таким образом сложилась современная техническая цепь: получение -- передача -- прием электроэнергии, благодаря чему промышленные предприятия могли размещаться вдали от энергетических баз. Производство электроэнергии было организовано на особых предприятиях -- электростанциях.

Сначала электроэнергия к рабочим местам направлялась по электроприводу, который был общим для всего машинного комплекса. Затем он стал групповым и, наконец, индивидуальным. С этого момента каждая машина имела отдельный двигатель. Оборудование машин электродвигателями увеличило скорость станков, повысило производительность труда и создало предпосылки для последующей автоматизации производственного процесса.

Поскольку потребность в электроэнергии неуклонно росла, техническая мысль была занята поисками новых типов первичных двигателей: более мощных, более быстроходных, компактных, экономичных.

Наряду с тепловыми турбинами шли разработки гидравлических турбин; впервые они были установлены на Ниагарской гидроэлектростанции в 1896 г., одной из крупнейших электростанций того времени.

Одной из ведущих отраслей становится электротехника, развиваются ее подотрасли. Так, получает широкое распространение электрическое освещение, вызванное строительством крупных промышленных предприятий, ростом больших городов, увеличившимся производством электроэнергии.

Изобретение лампы накаливания принадлежит русским ученым: А.Н. Лодыгину (лампа накаливания с угольным стерженьком в стеклянной колбе, 1873) и П.Н. Яблочкову (конструкция электродуговой лампы, «электрической свечи», 1875).

Так, А. Н. Лодыгиным были разработаны лампы с металлическими нитями, в том числе с вольфрамовыми, применяемыми и сейчас. Хотя во многих странах мира еще долгое время сохранялось газовое освещение, но оно уже не могло противостоять распространению электрических осветительных систем.

Крупные открытия и изобретения 80--90-х гг. XX в. породили второй этап НТР (а тем самым новую экономику). Ему свойственны несколько главных направлений:

• а) быстрое развитие микроэлектроники, создание персональных компьютеров и новых поколений электронно-вычислительных машин;
• б) использование новейших средств вычислительной техники для комплексной автоматизации производства, которая весь круг работ осуществляет без непосредственного участия человека (робототехника, роторно-конвейерные линии и т.п.);
• в) производство новейших материалов -- композиционных (обладающих повышенной прочностью при высоких и при низких температурах), сверхчистых (для электронной, космической и других новейших видов техники) и иных;
• г) биотехнология -- совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы, достижения генной инженерии (отрасли молекулярной генетики, связанной с созданием искусственных молекул вещества, передающего наследственные признаки живого организма) и клеточной технологии.

НТР на ее современном этапе вызвала коренной переворот в технологии производства. Вместо традиционной для машинной индустрии технологии создается принципиально иная совокупность методов изготовления полезных вещей.

Впервые создается безмашинная технология -- принципиально новые способы обработки изделий: электронно-лучевые, плазменные, импульсные, радиационные, мембранные, химические и иные. Скажем, биотехнология, минуя фабричные способы производства азотных удобрений, с помощью особых бактерий позволяет непосредственно получать азот из воздуха и передавать культурным растениям.

Электронизация и комплексная автоматизация ведут в конечном счете к созданию малолюдного и безлюдного производства. Появляются комплексно автоматизированные цехи и предприятия, где все основные и вспомогательные операции выполняют роботокомплексы, ЭВМ и другие технические средства. В итоге выработка возрастает в 2--3 раза и более.

Другим важным направлением совершенствования технологии является ресурсосбережение. Используются экономичные виды металлопродукции, синтетические и другие прогрессивные материалы, повышается прочность изделий. Более полное использование сырьевых ресурсов позволяет создавать малоотходное и безотходное производство. Вот какова эффективность ресурсосберегающих технологий: 1 кг конструкционных пластмасс заменяет не менее 4--5 кг металлопроката.

Если для традиционной технологии характерно загрязнение окружающей среды, то «высокие технологии», как правило, являются экологически чистыми. В них применяются закрытые системы водопотребления, замкнутые циклы производства, широко используются вторичное сырье и производственные отходы. Это обеспечивает рост экономической и социальной эффективности хозяйственной деятельности.

В эпоху НТР лидирующее положение стали занимать страны, обладающие наибольшим научно-техническим потенциалом.

Через два года введена строй телефонная станция в Париже, в 1881 г. -- в Берлине, Петербурге, Москве Одессе, Риге и Варшаве. Автоматическая телефонная станция запатентована американцем А. Б. Строуджером в 1889 г.

Одно из важнейших достижений второй НТР -- изобретение радио -- беспроволочной электросвязи, основанной на использовании электромагнитных волн (радиоволн). Эти волны были впервые обнаружены немецким физиком Г. Герцем. Практическое создание такой связи осуществил выдающийся русский ученый АС. Попов, продемонстрировавший 7 мая 1885 г первый в мире радиоприемник. Затем последовала передача на расстояние радиограммы, в 1897 г. осуществлена радиотелеграфная связь между кораблями на расстоянии 5 км. В 1899 г. достигнута устойчивая длительная передача радиограмм на дистанцию 43 км.

Таким образом, промышленное применение электрической энергии, строительство электростанций, расширение электрического освещения городов, развитие телефонной связи и т.д. обусловили быстрое развитие электротехнической промышленности.

Вторая НТР знаменовалась не только созданием новых отраслей, но и затронула старые отрасли промышленности, прежде всего металлургию. Быстрое развитие производительных сил -- машиностроения, судостроения, военного производства, железнодорожного транспорта -- предъявляло спрос на черные металлы. В металлургии вводились технические новшества, техника металлургии достигла огромных успехов. Значительно изменились конструкции и увеличились объемы доменных печей. Были внедрены новые способы производства стали за счет передела чугуна в конверторе под сильным дутьем

В 80-х годах введен электролитический способ получения алюминия, позволивший развивать цветную металлургию. Электролитический метод был также использован для получения меди (1878). Эти методы составили основу современного сталелитейного производства, хотя томасовский метод во второй половине XX в. был вытеснен кислородно-конверторным процессом.

Важнейшим направлением второй НТР стал транспорт -- появились новые виды транспорта и совершенствовались существовавшие средства сообщения.

Такие потребности практики, как рост объемов и скорости перевозок, способствовали совершенствованию железнодорожной техники. В последние десятилетия XIX в. завершился переход к стальным железнодорожным рельсам. Все более, широко применялась сталь при строительстве мостов. «Крупнейшие стальные мосты были возведены в России через Волгу (1879) и Енисей (1896) под руководством инженера Н.А. Боголюбского. С 80-х годов при строительстве мостов наряду со сталью начали шире применять железобетон.

В эти же годы строились тоннели и в России: через Сурамский горный кряж на Кавказе, Яблоновый хребет на Дальнем Востоке и др.

Совершенствовался подвижной состав на железных дорогах -- резко возросли мощность, сила тяги, быстроходность, вес и размеры паровозов, грузоподъемность вагонов. С 1872 г. на железнодорожном транспорте введены автоматические тормоза, в 1876 г. разработана конструкция автоматической сцепки.

В конце XIX в. в Германии, России, США велись эксперименты по введению на железных дорогах электрической тяги В России строительство трамвайных линий началось с 1892 г. В 90-е годы в ряде стран появились пригородные и междугородные электрические железные дороги. Однако против этого выступали активно железнодорожные, угольные, нефтяные компании.

Развивался флот. С 60-х годов на морских судах стали применять поршневые паровые машины с многократным расширением пара. В 1894--1895 гг. были проведены первые опыты по замене поршневых двигателей паровыми турбинами. Стремились также к увеличению мощности и скорости морских и океанских паровых судов: пересечение Атлантического океана стало возможным теперь за семь--пять дней. Приступили к строительству судов с двигателями внутреннего сгорания -- теплоходов. Первый теплоход -- нефтеналивное судно «Вандал» было построено русскими конструкторами в 1903 г. В Западной Европе строительство теплоходов началось с 1912 г. Крупнейшим событием в развитии морского транспорта было сооружение в 1914 г. Панамского канала, имевшего не только экономическое, но и политическое и военное значение.

Новый вид транспорта, родившийся в эпоху второй НТР, -- автомобильный.

Новый вид транспорта рубежа XIX и XX вв. -- воздушный Он подразделяется на аппараты легче воздуха -- дирижабли и тяжелее воздуха -- самолеты (аэропланы).

В разработку авиационных проблем и вопросов воздухоплавания огромный вклад внесли русские ученые и изобретатели основоположники современной гидро- и аэродинамики Д. И. Менделеев, Л. М. Поморцев, С.К. Джевецкий, К. Э. Циолковский и особенно Н. Е. Жуковский. Большая заслуга в освоении техники полетов принадлежит немецкому инженеру О. Лилиенталю.

Первые опыты конструирования самолетов с паров двигателями осуществили А. Ф. Можайский (1882--1885, Россия), К. Адер (1890--1893, Франция) X. Максим (1892-1894, США). Широкое развитие авиации стало возможным после установления легких и компактных бензиновых двигателей. В 1903 г. в США братья У. и О. Райт совершили четыре полета самолете с двигателем внутреннего сгорания. Сначала самолету имели спортивное значение, потом их стали использовать военном деле, а затем -- для перевозки пассажиров.

Для второй НТР характерно проникновение и организация химических методов обработки сырья практически во все отрасли производства. В таких отраслях, как машиностроение, электротехническое производство, текстильная промышленность, стала широко использоваться химия синтетических волокон -- пластических масс, изоляционных материалов, искусственного волокна и пр.

В 1899--1900 гг. труды русского ученого И. Л. Конд позволили получить синтетический каучук из углеводов. Предложены методЬ1 изготовления аммиака, служащего исходным веществом для азотной кислоты, и других азотных соединений, необходимых в производстве красителей, удобрений взрывчатых веществ.

Достижением второй НТР является крекинг-процесс -- метод разложения нефти при высоких давлениях и температурах. Он позволял обеспечить повышенный выход бензина, поскольку резко возросла потребность в легком жидком топливе. Основы методы были заложены Д. И. Менделеевым, развиты русскими учеными и инженерами, в частности В. Г. Шуховым.

Перед Первой мировой войной был получен синтетический бензин. Еще в 1903--1904 гг. русские химики школы А. Е. Фаворского открыли способ производства жидкого горючего из твердого топлива, однако это крупнейшее достижение русской технической мысли не было использовано.

НТР внесла много нового для усовершенствования технической сферы легкой, полиграфической и других отраслей промышленности. Это автоматический ткацкий станок, автомат для производства бутылок, механический наборный станок и т. д.

В конце XIX в. производство стандартизированных изделий создало предпосылки для разработки поточной системы. Система массового поточного производства требует рациональной организации труда, обрабатывающие машины и рабочие места располагаются по ходу технологического процесса. Процесс изготовления расчленяется на большое количество простых операций и совершается безостановочно, непрерывно. Первоначально такая система была введена в консервном, спичечном производстве, а затем распространилась на многие отрасли промышленности. Особенно важную роль она сыграла в автомобилестроении. Это объяснялось, с одной стороны, необходимостью быстрого увеличения производства автомобилей из-за резкого повышения спроса на них, а с другой стороны, особенностями автомобильного производства, построенного на принципах взаимозаменяемости и нормализации (стандартизации) деталей и узлов

Внедрение поточного производства изменило характер заводского оборудования в машиностроении. Стали вводиться специализированные станки для изготовления деталей -- винтов, шайб, гаек, болтов и т. д. В текстильной промышленности в 1890 г. появился автоматический ткацкий станок.

Значительными были НТР успехи военной техники. Основные направления ее развития включали:

автоматизацию стрелкового оружия. На вооружение были приняты станковые пулеметы американского инженера. X. Максима (1883), тяжелые пулеметы Максима и Гочкиса, легкие пулеметы Льюиса. Было создано несколько типов автоматических винтовок;

автоматизацию артиллерии. Перед Первой мировой войной и в ходе ее были сконструированы новые скорострельные орудия -- полуавтоматические и автоматические. Дистанция обстрела увеличилась с 16--18 км до 120 км. (например, уникальная немецкая пушка «Большая Берта»). Был введен ряд тягачей с двигателями внутреннего сгорания для передвижения тяжелой артиллерии. Появилась зенитная артиллерия для борьбы с налетами вражеской авиации. Были созданы танки и бронеавтомобили, вооруженные пулеметами и орудиями небольшого калибра;

производство взрывчатых веществ. Их выпуск возрос в колоссальных размерах. Были осуществлены новые изобретения (бездымный порох), развито производство связанного азота из воздуха (сырья для получения взрывчатых веществ). Применение отравляющих веществ в ходе Первой мировой войны потребовало средств защиты от них -- в 1915 г. русским инженером Н. Д. Зелинским был разработан угольный противогаз. Началось строительство газоубежищ;

широкое использование средств воздухоплавания и авиации. Самолеты выполняли функции не только военной разведки, но и истребителей С лета 1915 г. самолеты стали вооружать пулеметами. Скорость самолетов-истребителей была доведена до 190--220 км в час. Появились самолеты-бомбардировщики. Еще до войны (в 1913 г.) авиаконструктор И. Сикорский построил в России первый четырехмоторный самолет «Русский витязь». В ходе войны воюющие страны усовершенствовали бомбардировочную авиацию;

создание крупных надводных кораблей -- броненосцев, дредноутов. Стало реальностью подводное плавание. В последние годы XIX в. подводные лодки строили в различных странах. В надводном положении они приводились в движение двигателями внутреннего сгорания, а в подводном -- электродвигателями. Особенно большое внимание строительству подводных лодок уделяла Германия, наладившая их производство к началу Первой мировой войны.

Столь поразительных размеров удалось достичь с помощью тонкого наслоения сети переплетенных электродов. После того как на компьютере был сделан 3D-проект, принтер использовал специально изготовленные жидкие краски, содержащие электроды, которые должны были немедленно затвердевать, попадая на воздух. Такому устройству может найтись масса применений, и все благодаря его размерам. Впрочем, на 3D-принтерах уже кровеносную систему сосудов, поэтому электродами мало кого удивишь.

До появления этой батарейки существование невероятно малых объектов батарейного питания было практически невозможным. Дело в том, что для создания подобных батареек нужны были подобные батарейки, которые могли передать первым энергию. 3D-принтер использует чернила и детальный проект компьютерной программы, создавая подобные микробатарейки.

Биоинженерные части тела

6 июня 2013 года группа врачей в Университете Дюка успешно имплантировала первый биоинженерный кровеносный сосуд живому пациенту. Хотя биоинженерия развивается семимильными шагами, эта процедура стала первой успешной имплантацией искусственной биоинженерной части тела.

Вена была имплантирована пациенту, страдающему от конечной стадии заболеваний почек. Сначала ее синтезировали из донорской клетки человека на своеобразных «лесах». Для того чтобы предотвратить атаку инородного тела любыми антителами у пациента, из вены удалили качества, которые могли спровоцировать эту атаку. И сосуд оказался более успешным, нежели имплантаты синтетического или животного происхождения, поскольку не был склонен к свертыванию и не представлял риск заражения во время операции.

Невероятно, но вены изготовлены из тех же гибких материалов, которые их соединяют, а также принимают свойства от клеточной среды и других вен. С успехом такой процедуры эта новая область имеет огромные последствия для дальнейшего развития в мире медицины. Кроме того, через 10-15 лет будет напечатано биоинженерное сердце, если верить прогнозам.

Четырехкварковая частица

Поиск объяснения рождения нашей Вселенной был существенно разогрет после прошлогоднего объявления об обнаружении частицы из четырех кварков. Хотя вам эта находка может показаться не такой уж и важной, для физиков она поднимает ряд новых объяснений и теорий о создании первой материи. До того момента объяснение создания материи было существенно ограничено тем, что были обнаружены лишь частицы с двумя или тремя кварками.

Ученые назвали новую частицу Zc (3900), и они предполагают, что она была создана в первые, неистово горячие секунды после Большого Взрыва. После нескольких лет сложных математических вычислений, проводимых коллаборацией BaBar в Национальной лаборатории ускорения SLAC (аффилированной со Стэнфордским университетом), ученые, работающие на Пекинском электро-позитронном коллайдере (BEPCII) обнаружили эту частицу по ряду случаев. Поскольку ученые вообще весьма щедрый народ, результатами поделились с ребятами на CERN и HEARO в Цукубе, . Это те же ученые, которые недавно наблюдали и выделили 159 подобных частиц. Однако частице не хватало обоснования, пока ученые с детектора Belle в Пекине не подтвердили выделение 307 отдельных частиц этого типа.

Ученые утверждают, что понадобилось провести 10 триллионов триллионов субатомных столкновений в их детекторе, который в два раза больше знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Некоторые физики выступили с критикой наблюдений, утверждая, что частица является не более, чем двумя мезонами (две кварковых частицы), соединенными вместе. Несмотря на это, частица была принята.

Альтернативное микробное топливо

Представьте себе мир, в котором высокоэффективное и недорогое альтернативное топливо можно было бы получить так же легко, как кислород из воздуха вокруг нас. Благодаря коллаборации Министерства энергетики США и команде исследователей в Университете Дюка, у нас могут быть микроорганизмы, которые воплотят мечту в реальность. В последние годы наблюдается все больше успехов в мире альтернативных видов топлива (например, этанола из кукурузы и сахарного тростника). К сожалению, эти методы весьма неэффективны и не выдерживают критику. Не так давно ученые смогли придумать электротопливо, которое сможет «поедать» солнечную энергию, не отнимая у нас воду, еду или землю, подобно большинству альтернативных видов топлива.

В дополнение к низкой потребности в энергии, крошечные микробы могут эффективно синтезировать это электротопливо в лаборатории. Электротопливные микробы были выделены и обнаружены в нефотосинтезирующих бактериях. Они используют электроны в почве в виде пищи и поедают энергию для производства бутанола, взаимодействуя с электричеством и углекислым газом. Используя эту информацию и проведя некоторые манипуляции с генами, ученые включили данный вид микробов в выращенные в лаборатории культуры бактерий, позволив им производить бутанол в огромных количествах. Бутанол сейчас выглядит лучшей альтернативой как этанолу, так и бензину по множеству причин. Будучи более крупной молекулой, бутанол обладает большими возможностями для хранения энергии, нежели этанол, и не абсорбирует воду, поэтому вполне может находиться в газовых баках любого автомобиля и передаваться через бензиновые трубопроводы. Бутаноловые микробы стали многообещающим маяком эпохи альтернативных видов топлива.

Медицинские преимущества серебра

Исследование о пользе использования серебра в антибиотиках было опубликовано 19 июня прошлого года исследователями Бостонского университета. В то время как уже давно известно, что серебро обладает сильными антибактериальными свойствами, ученые только недавно обнаружили, что оно может превращать обычные антибиотики в антибиотики на стероидах.

В настоящее время известно, что серебро использует множество химических процессов, чтобы препятствовать размножению бактерий, замедлять скорость их метаболизма и нарушать гомеостаз. Эти процессы приводят к ослаблению бактерий и делают их более восприимчивыми к антибиотикам. Множество исследований показало, что смесь серебра и антибиотиков была до 1000 раз более эффективной в убийстве бактерий, нежели просто антибиотики.

Некоторые критики предупреждают, что серебро может оказывать токсичные эффекты на пациентов, но ученые не соглашаются с этим, утверждая, что небольшие и нетоксичные количества серебра только увеличивают эффективность антибиотиков, не принося вреда при лечении. Это весьма интересное открытие для медицинского мира, а применение драгоценных металлов продолжает развиваться в количественном и качественном отношении.

Зрение для слепых

Первый прототип бионического глаза командой австралийских биоинженеров в начале июня прошлого года. Бионический глаз работает с помощью чипа, имплантированного в череп пользователя, а после подключенного к цифровой камере в очках. В то время как очки в настоящее время позволяют пользователю только видеть очертания, прототип должен значительно улучшиться в будущем. Как только камера захватывает изображение, сигнал изменяется и посылается по беспроводному каналу на микрочип. Оттуда сигнал активирует точки на микрочипе, имплантированном в отдел коры головного мозга, отвечающий за зрение. Команда исследователей надеется, что в будущем легкие, удобные и ненавязчивые очки смогут обеспечить максимум комфорта людям с плохим зрением. Их смогут использовать 85% слепых людей.

Иммунитет к раку

В прошлом году Университет Рочестера , в котором рассматривается механизм противостояния раку у голых землекопов. Эти жутковатые подземные грызуны не самые симпатичные на этой планете, но именно они будут смеяться последними, когда все живое будет умирать от рака.

В пространствах между клетками тел голых землекопов был обнаружен липкий сахар, гиалуронан (HA), и он, похоже, препятствует тесному разрастанию клеток и образованию опухолей. Грубо говоря, это вещество останавливает размножение клеток, как только они достигают определенной плотности. Причиной повышенного количества этого сахара является, как думают ученые, двойная мутация в двух энзимах, способствующих росту HA.

Было обнаружено, что в клетке с низким уровнем HA рак быстро разрастается, но в клетках с высоким уровнем HA опухоль не формируется. Ученые надеются модифицировать лабораторных крыс для получения больших количеств HA и выработать у них иммунитет к раку.

11 наиболее значимых достижений науки и технологического прогресса, начиная с 2000 года.

2000.
Дин Кеймен представил публике первый Сегвей. Это транспортное средство работает на электричестве и использует динамический стабилизатор равновесия. Первая модель не имела даже тормозов и двигалась со скоростью 12 миль в час.

2001.
Доктор Кеннет Мацумура изобрел искусственную печень, выращенную из клеток животных. Такая печень выполняет все свои обычные функции, а благодаря специальной технологии, клетки не сливаются с организмом человека, таким образом не вызывая никаких реакций и вреда.

2002.
Райан Паттерсон изобрел устройство, способное определить движения руки человека и преобразовать их в слова на мониторе. Для этого он использовал простую перчатку для гольфа.

2003.
Toyota представила гибридный автомобиль, работающий на газе и электричестве. Помимо прочего, у него есть черезвычайно удобная особенность - он паркуется сам.

2004.
В этом году появилась новинка от Adidas 1 - обувь со встроенным микропроцессором. Помимо этого Роберт Лангер применил новый способ употребления лекарств - при помощи звуковых волн.

2005.
В этом году миру достался знаменитый сайт YouTube.

2006.
Изобретением 2006 года стал так называемый Loc8tor. Этот прибор прикрепляет радиометки ко всем предметам в вашем окружении, таким образом вы можете в любой момент найти потерявшуюся вещь.

2007.
Изобретением 2007 года считается не что иное, как знаменитый iPhone от Apple. Это был настоящий прорыв в области мобильных технологий.

2008.
Появление специального приспособления, при помощи которого можно было бы изучать днк любого человека на основании лишь теста слюны. Так же Бабак Парвиц из Вашингтонского университета изобрел контактные линзы со встроенным дисплеем, где отображаются различные данные, картинки, карты и прочее.

2009.
Прибор под названием The Sixth Sense был разработан с целью считывать все движения человека и преобразовывать их в цифровые сигналы. Он состоит из проектора и карманной камеры, подключенной к портативному процессору.

2010.
Следующей ступенью в прогрессе науки, похоже, станет телепортация. На данный момент возможности телепортации находятся на фазе тестирования на уровне атомов. Успешный эксперимент был совершен в Университете Мериленда, где ученым удалось телепортировать атом из одного контейнера в другой на расстояние метра.

Правообладатель иллюстрации Reuters

Начался новый год, в связи с чем Русская служба Би-би-си выбрала 10 наиболее ярких научных и технических достижений прошедших 12 месяцев.

1. Открыт путь к быстрому редактированию генома

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption ДНК человека теперь можно быстро редактировать, хотя никто пока не знает, к чему это может привести

Группа китайских генетиков сообщает в начале года в научной публикации о первом успешном эпизоде редактирования ДНК человеческого эмбриона с помощью метода CRISPR.

Метод сайт-селективного редактирования генома с помощью фермента, узнающего необходимую последовательность цепи ДНК по наводке комплементарного ей РНК гида, обещает революционные перемены в исследованиях и лечении целого ряда заболеваний: от рака и неизлечимых вирусных болезней до наследственных генетических расстройств вроде серповидноклеточной анемии и синдрома Дауна.

Тем не менее, многие биологи призывают к крайней осторожности в применении этого метода генной инженерии - по этическим соображениям.

2. Автономные энергосистемы Powerwall

Правообладатель иллюстрации Reuters Image caption Система аккумуляторов Powerwall уже продается по цене от 3 тысяч долларов

Глава американской компании Tesla Motors Илон Маск сообщил на пресс-конференции, что приступает к массовому выпуску мощных литий-ионных аккумуляторов Powerwall, которые смогут накапливать большой заряд и постепенно отдавать его в сеть по мере необходимости.

Эта система мощностью до 10 кВт/час предназначена для использования в частных домах и на небольших предприятиях.

Батареи могут заряжаться от солнечных панелей и других источников тока.

Массовое применение этого устройства способно полностью преобразовать механизмы распределения электроэнергии в будущем. Батареи выпускаются уже сейчас и используются в известных электромобилях серии Volta.

3. На Марсе есть жидкая вода

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Накапливается всё больше убедительных доказательств того, что 3,5 млрд лет назад на Марсе существовали океаны. Эта вода остается в виде льда в поверхностных слоях грунта

Ученые, исследующие Марс, заявили, что темные полосы, появляющиеся на поверхности планеты в теплое время года, могут образовываться на месте периодических потоков воды в жидком состоянии.

На снимках со спутника НАСА на склонах гор видны характерные полосы, похожие на отложения солей.

Как сказано в исследовании, проводившемся учеными из Технологического института Джорджии под руководством астронома Луджендры Оджи и опубликованном в журнале Nature Geoscience, эти данные могут означать, что на Марсе и сейчас может существовать в каких-то формах жизнь, так как наличие воды повышает вероятность существования примитивных ее форм - скажем, микробов.

4. Бионические линзы покончат с катарактой и близорукостью

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Новые линзы позволяют быстро менять фокусное расстояние в глазу и достигать небывалой остроты зрения

Канадский оптометрист доктор Гарет Уэбб изобрел новую систему бионических линз, которые позволяют человеку достичь остроты зрения, втрое большей по сравнению с обычной.

Система Ocumetics Bionioc Lens пересаживается в глаз в ходе простой и безболезненной хирургической процедуры, занимающей восемь минут.

Крошечная биомеханическая камера, встроенная в линзу, позволяет изменять фокусное расстояние быстрее, чем здоровый глаз.

5. Нейроны из полимеров

Image caption Нейроны из полимеров легко приживаются в мозгу и не отторгаются организмом

Шведские исследователи создали первый в мире искусственный нейрон, который способен полностью имитировать функции клетки человеческого мозга, в том числе ее способности трансформировать химические сигналы в электрические импульсы и передавать их другим типам клеток.

Пока что физические размеры таких устройств в десятки раз превышают параметры реальных нейронов человеческого мозга. Однако, как заявила руководитель группы исследователей Агнета Рихтер-Далфорс из Каролинского института в Стокгольме, уменьшение до нужных размеров вполне реально в ближайшем будущем.

Пересадка таких устройств в мозг позволит радикально изменить методы лечения таких неврологических заболеваний, как синдром Паркинсона и повреждения спинно-мозговых волокон.

6. Шаг в сторону рабочего термоядерного реактора

Правообладатель иллюстрации AP Image caption Реактор компании Tri Alpha Energy отличается от привычной конструкции "Токамаков" наличием ускорителей протонов

Калифорнийская компания Tri Alpha Energy, о которой до сих пор мало кто слышал, достигла крупного успеха в удержании плазмы с температурой в 10 млн градусов Цельсия.

На экспериментальной термоядерной установке компании для удержания плазмы используются не внешние магниты, как в "Токамаках", а пучки заряженных частиц, которые выстреливаются в плазму и создают вокруг нее удерживающую "клетку". Исследователям удалось достичь длительности удержания плазмы в 5 миллисекунд, что является крупнейшим прорывом в области термоядерных исследований.

7. Фальшивые воспоминания можно пересаживать

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Впервые удалось активно вмешаться в работу мозга на уровне формирования ассоциативной памяти

Нейрофизиологам во Франции удалось впервые имплантировать в мозг мышей фальшивые воспоминания.

Используя вживленные электроды для непосредственной стимуляции и записи активности нейронов, они создали ассоциативные связи в сознании спящих животных, которые не исчезли при пробуждении и воздействовали на их поведение.

Карим Беншенан и его коллеги из Национального центра научных исследований в Париже провели эксперименты на 40 мышах, вживив электроды в медиальный пучок переднего мозга, который контролирует эмоции, связанные с питанием и наградами, а также в участок СА1 гиппокампа, содержащий не менее трех различных типов клеток, которые кодируют информацию, необходимую для пространственной ориентации.

8. Найден способ делать морфий из дрожжей

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Морфий может теперь производиться в промышленных условиях

Ученые разработали способ превращения сахара в морфий и другие похожие болеутоляющие лекарства с помощью дрожжей.

Сейчас обезболивающие делаются из опиумных маков.

Так как героин также делается из морфия, ученые предупреждают, что это открытие упростит изготовление наркотиков в домашних условиях.

9. Поверхность Плутона испещрена глубокими бороздами

Правообладатель иллюстрации NASA Image caption Поверхность Плутона оказалась непохожей на планеты Солнечной системы

В июле этого года американский космический зонд "Нью Хорайзонс" достиг окрестностей карликовой планеты Плутон и системы его спутников, крупнейшим из которых является Харон. Присланные фотографии стали сенсацией в планетологии и выявили совершенно неожиданные особенности рельефа планеты и механизмом ее формирования.

У Плутона обнаружена разряженная атмосфера и даже смена времен года.

10. Оплодотворение от троих родителей стало реальностью

Правообладатель иллюстрации SPL Image caption Митохондриальные генетические дефекты сравнительно редки, но теперь появилась возможность покончить с ними

Британский парламент одобрил законопроект, легализующий искусственное оплодотворение с использованием генетического материала трёх родителей.

У некоторых женщин встречаются дефектные митохондриальные гены, которые могут приводить к рождению детей с серьезными генетическими заболеваниями - мускульной дистрофией, пороками сердца, неврологическими нарушениями. Новый метод позволяет заменять митохондрии в яйцеклетке за счет материала, полученного от донора, а не только от естественных родителей.