D МЕСТО E ARTH F ROM THE C ВВОД U NIVERSE

U НАБИВКА НАКОНЕЧНИКА H EAVENS И E ARTH

R ELATING M ATTER & ЭНЕРГИЯ, ВРЕМЯ И ПРОСТРАНСТВО

E XTENDING T IME

M НАД C ONTINENTS

U ВНИМАНИЕ F IRE

S ПЛИТА A TOM

E XP РАЗМЕЩЕНИЕ D РАЗНООБРАЗИЕ ИЗ L IFE

D ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО G ERMS

H ПРИСОЕДИНЕНИЕ P ВЛАДЕНИЕ

Есть две основные причины для включения некоторых знаний в историю среди рекомендаций.Одна из причин заключается в том, что обобщения о как работает научное предприятие, было бы пусто без бетона Примеры. Рассмотрим, например, утверждение о том, что новые идеи ограничены контекстом, в котором они задуманы; часто отвергаются научным учреждением; иногда возникают из-за неожиданного Выводы; и обычно растут медленно благодаря вкладам многих разные следователи.Без исторических примеров эти обобщения были бы не более чем лозунгами, как бы хорошо их ни запоминали. Для этого можно было выбрать любое количество серий.

Вторая причина состоит в том, что некоторые эпизоды в истории научного усилия имеют непреходящее значение для нашего культурного наследия. Такие эпизоды, безусловно, включают роль Галилея в изменении нашего восприятия. нашего места во Вселенной; Демонстрация Ньютона того же законы применяются к движению на небесах и на земле; Долгие наблюдения Дарвина разнообразия и родства форм жизни, что привело к его постулированию механизм их возникновения; Тщательная документация Лайеля невероятного возраста земли; и идентификация Пастера инфекционного заболевания с крошечными организмами, которые можно было увидеть только с микроскопом.Эти истории являются одними из вех в истории развитие всей мысли в западной цивилизации.

Все человеческие культуры включали изучение природы — движение небесных тел, поведения животных, свойств материалов, лечебные свойства растений. Рекомендации в этой главе сосредоточиться на развитии науки, математики и технологий в Западная культура, но не о том, как это развитие черпало идеи из ранние египетская, китайская, греческая и арабская культуры.Науки учтенные в этом отчете в значительной степени являются частью традиции мысли который развился в Европе в течение последних 500 лет — традиция, в которую сегодня вносят свой вклад люди из всех культур.

Акцент здесь делается на десяти отчетах о важных открытиях. и изменения, которые иллюстрируют эволюцию и влияние научных знания: планета Земля, всемирное тяготение, относительность, геологическое время, тектоника плит, сохранение вещества, радиоактивность и деление ядер, эволюция видов, природа болезней, и промышленная революция.Хотя другие варианты могут быть одинаково действительно, они явно соответствуют нашим двойным критериям демонстрации исторических темы и имеющие культурную значимость.

Наблюдателям на Земле кажется, что Земля стоит на месте. а все остальное движется вокруг него.Таким образом, пытаясь представить, как Вселенная работает, это имело смысл для людей в древние времена чтобы начать с этих очевидных истин. Древнегреческие мыслители, особенно Аристотель установил образец, который просуществовал около 2000 лет: большая неподвижная Земля в центре Вселенной и — расположенная вокруг земли — солнце, луна и крошечные звезды, выстроенные в идеальная сфера, со всеми этими телами, вращающимися по идеальным кругам на постоянных скоростях.Вскоре после начала христианской эры эта основная концепция была преобразована в мощную математическую модель египетским астрономом Птолемеем. Его модель идеального круга движения хорошо служили для предсказания положения солнца, луны, и звезды. Это даже объясняет некоторые движения в небесах, которые выглядело явно нерегулярным. Несколько «блуждающих звезд» — планеты — казалось, не идеально вращаются вокруг Земли, но вместо изменения скорости, а иногда и заднего хода, следуя нечетные циклические пути.Такое поведение было объяснено в Птолемее модель, добавив больше кругов, которые вращались на основных кругах.

В последующие века по мере накопления астрономических данных и стала более точной, эта модель дорабатывалась и усложнялась многими астрономы, в том числе арабы и европейцы. Так же умно, как и изысканность моделей совершенных кругов, они не включали никаких физических объяснения того, почему небесные тела должны так двигаться.Принципы движения в небе считались весьма отличными от те движения на земле.

Вскоре после открытия Америки польский астроном по имени Николай Коперник, современник Мартина Лютера и Леонардо да Винчи предложил иную модель Вселенной. Отказавшись от предпосылку неподвижной Земли, он показал, что если Земля и планеты все кружились вокруг Солнца, кажущееся беспорядочное движение планет можно было бы так же хорошо объяснить, и в более интеллектуальном приятный способ.Но модель Коперника по-прежнему использовала идеальные круговые движения. и была почти такой же сложной, как и старая модель с центром в Земле. Более того, его модель нарушила преобладающие здравые представления о мире, в том, что это требовало, чтобы кажущаяся неподвижной Земля полностью вращалась вокруг своей оси один раз в день, Вселенная будет намного больше, чем воображали, и, что хуже всего, земля стала обычное дело, потеряв свое положение в центре вселенной.Кроме того, вращение Земли по орбите считалось несовместимым. с некоторыми библейскими отрывками. Большинство ученых считали слишком маленьким преимуществом в солнечно-центрированной модели — и слишком дорого обходится отказ от многие другие идеи связаны с традиционной моделью, ориентированной на землю.

По мере того, как астрономические измерения продолжали становиться более точными, стало ясно, что ни солнечно-центрированное, ни земное система вполне работала до тех пор, пока все тела должны были иметь однородные круглые движение.Немецкий астроном Иоганн Кеплер, живший там же время, как Галилей, разработал математическую модель движения планет. что отбросило оба почтенных помещения — неподвижную землю и круговое движение. Он постулировал три закона, самые революционные в том числе то, что планеты естественным образом движутся по эллиптическим орбитам с предсказуемой скоростью. но с разной скоростью. Хотя этот закон оказался верным, вычисления для эллипсов были трудны с известной математикой в то время, и Кеплер не объяснил, почему планеты будет двигаться туда.

Вклад итальянского ученого Галилея, жившего в в то же время, что и Шекспир и Рубенс, имели большое значение в развитии физики и астрономии. Как астроном он построил и использовал недавно изобретенный телескоп для изучения Солнца, Луны, планет и звезд, и он сделал множество открытий, которые поддержали Основная идея движения планет Коперника.Пожалуй, самый показательный из них было его открытие четырех лун, которые вращались вокруг планеты Юпитер, демонстрируя, что Земля была не единственным центром небесного движение. С помощью телескопа он также обнаружил необъяснимые явления. кратеров и гор на Луне, пятен на солнце, лунных фаз Венеры и огромное количество звезд, невидимых невооруженным глазом.

Другой великий вклад Галилея в космологическую революцию заключалась в том, чтобы довести его до публики.Он представил новый взгляд в виде и язык (итальянский), который сделал его доступным для всех образованных людей в свое время. Он также опроверг многие популярные аргументы против орбитального и вращающейся земли и показал несоответствия в аристотелевской счет движения. Критика со стороны духовенства, которое все еще верило в Птолемея. модель — и последующий суд над Галилео инквизицией за его якобы еретические верования — только усилили внимание, уделяемое к вопросам и тем самым ускорили процесс изменения в целом общепринятые идеи о том, что составляет здравый смысл.Это также выявило некоторые из неизбежных напряжений, которые неизбежно возникают, когда ученые придумывают принципиально новые идеи.

Но Исааку Ньютону, английскому ученому, оставалось принести все эти нити вместе и выходят далеко за их пределы, чтобы создать идея новой вселенной.В его Математических принципах естественного Философия , опубликованная ближе к концу семнадцатого века. и суждено стать одной из самых влиятельных книг, когда-либо написанных, Ньютон представил цельный математический взгляд на мир, который принес вместе знание движения объектов на Земле и далеких движения небесных тел.

Мир Ньютона был на удивление прост: использование нескольких ключей понятий (масса, импульс, ускорение и сила), три закона движение (инерция, зависимость ускорения от силы и массы, и действие и противодействие), и математический закон того, как сила силы тяжести между всеми массами зависит от расстояния, Ньютон умел дать строгие объяснения движению на земле и в небе.С помощью единственного набора идей он смог объяснить наблюдаемые орбиты планет и лун, движение комет, неравномерное движение луны, движение падающих предметов на поверхности земли, вес, океанские приливы и небольшая экваториальная выпуклость Земли. Ньютон сделал землю частью понятной вселенной, вселенной элегантной в своей простоте и величественной архитектуре — вселенная который бежал автоматически сам по себе в соответствии с действием сил между его частями.

Система Ньютона преобладала как научная и философская точка зрения. мира в течение 200 лет. Его раннее признание было кардинальным подтвержденная проверкой предсказания Эдмунда Галлея, заставила многих лет назад, что определенная комета снова появится на определенном Дата рассчитана по принципам Ньютона. Вера в систему Ньютона постоянно подкреплялась его полезностью в науке и на практике. усилия, вплоть до (включительно) исследования космоса в двадцатый век.Теории относительности Альберта Эйнштейна — революционные сами по себе — не ниспровергали мир Ньютона, но изменил некоторые из его самых фундаментальных концепций.

Наука Ньютона была настолько успешной, что ее влияние распространилось. далеко за пределы физики и астрономии. Физические принципы и принцип Ньютона математический способ вывода из них вместе стал модель для всех других наук.Вера в то, что со временем всю природу можно объяснить с точки зрения физики и математики и эта природа, следовательно, могла работать сама по себе, без помощи или внимание богов — хотя сам Ньютон рассматривал свою физику как демонстрируя руку Бога, действующую на вселенную. Социальные мыслители рассмотрел, можно ли создать правительства как ньютоновские Солнечной системы, с балансом сил и действий, который обеспечил бы регулярная работа и долговременная стабильность.

Философы в науке и за ее пределами были обеспокоены подтекстом что если все, от звезд до атомов, работает в соответствии с точными механическими законы, человеческое представление о свободе воли может быть только иллюзией. Мог вся человеческая история, от мыслей до социальных потрясений, была всего лишь разыгрывание полностью определенной последовательности событий? Социальное мыслители подняли вопросы о свободе воли и организации социальные системы, которые широко обсуждались в восемнадцатом и девятнадцатом веков.В двадцатом веке проявление элементарной непредсказуемости в поведении атомов сняло некоторые из этих опасений, но также возникли новые философские вопросы.

Каким бы сложным и успешным ни был ньютоновский мир вид, наконец, пришлось претерпеть некоторые фундаментальные пересмотры вокруг начало ХХ века.Тем не менее, ему только за двадцать, он родился в Германии. Альберт Эйнштейн опубликовал теоретические идеи, которые сделали революционные вклад в понимание природы. Одним из них был специальная теория относительности, в которой Эйнштейн рассматривал пространство и время быть тесно связанными между собой измерениями, а не, как думал Ньютон, должны быть совершенно разные габариты.

Теория относительности имела несколько удивительных выводов.Один из них — это скорость света одинакова всеми наблюдателями, нет независимо от того, как они или источник света движутся. Это не верно для движения других вещей, для их измеренной скорости всегда зависит от движения наблюдателя. Причем скорость света в пустом пространстве — это максимально возможная скорость — ничего можно разогнаться до этой скорости или наблюдать, как он движется быстрее.

Специальная теория относительности наиболее известна тем, что утверждает эквивалентность массы и энергии, то есть любая форма энергии имеет масса, а сама материя — это форма энергии. Это выражается в знаменитое уравнение E = mc ² , в котором E обозначает энергию, м, — массу, и c — скорость свет. Поскольку c составляет примерно 186 000 миль в секунду, преобразование даже небольшого количества массы высвобождает огромные количество энергии.Вот что происходит в реакциях деления ядер. которые производят тепловую энергию в ядерных реакторах, а также в ядерных реакции синтеза, которые производят энергию, выделяемую солнцем.

Примерно десять лет спустя Эйнштейн опубликовал то, что считается его венчающее достижение и одно из самых важных достижений человеческого разума во всей истории: общая теория относительности. Теория связана с отношениями между гравитацией и временем. и пространство, в котором сила тяготения Ньютона интерпретируется как искажение геометрии пространства и времени.Теория относительности проверялся снова и снова, проверяя прогнозы, основанные на на нем, и он никогда не подводил. Нет и более мощной теории его заменила архитектура вселенной. Но многие физики все еще ищут способы придумать более полную теорию, тот, который свяжет общую теорию относительности с квантовой теорией атомного поведение.

Возраст Земли не был предметом обсуждения на протяжении большей части истории человечества.До девятнадцатого века почти все представители западных культур считал, что Земле всего несколько тысяч лет, и что лицо земли было неподвижным — горы, долины, океаны, и реки были такими, какими они были всегда с момента их мгновенного создание.

Время от времени люди размышляли о возможности того, что поверхность земли была сформирована в результате медленных процессов изменения они могли наблюдать происходящее; в этом случае Земле, возможно, придется быть старше, чем думает большинство людей.Если бы долины образовались из-за эрозии реками, и если слоистая порода возникла в слоях наносов из эрозии, можно было бы подсчитать, что миллионы лет требуется для создания сегодняшнего пейзажа. Но аргумент только очень постепенный прогресс, пока английский геолог Чарльз Лайель не опубликовал первое издание его шедевра, Принципы геологии , в начале девятнадцатого века.Успех книги Лайеля остановился из его обширных наблюдений за узорами слоев горных пород в горы и местонахождение различных видов окаменелостей, а также близкое рассуждение, которое он использовал, делая выводы из этих данных.

Основы геологии выдержали множество редакций и были изучены нескольких поколений студентов-геологов, которые приняли философии и перенять его методы исследования и рассуждения.Более того, книга Лайеля также повлияла на Чарльза Дарвина, который ее прочитал. во время своих путешествий по миру, изучая разнообразие видов. Когда Дарвин развивал свою концепцию биологической эволюции, он принимал Предпосылки Лайеля о возрасте земли и стиле Лайеля поддержки его аргумент с массивными доказательствами.

Как это часто бывает в науке, революционно новый взгляд Лайеля, что так открытая мысль о мире также стала ограничивать его собственное мышление.Лайель решил, что идея очень медленных изменений подразумевает, что Земля никогда не менялась внезапно — и на самом деле никогда не менялась вообще много в его общих чертах, постоянно чередуя одинаковые последовательности мелкомасштабных изменений. Однако новые свидетельства продолжались. накапливать; к середине ХХ века геологи считал, что такие незначительные циклы были только частью сложного процесса которые также включали резкие или даже катастрофические изменения и долгосрочные эволюция в новые состояния.

Как только начали появляться довольно точные карты мира, некоторые люди заметил, что континенты Африки и Южной Америки выглядели как хотя они могут складываться вместе, как гигантская головоломка. Мог когда-то они были частью единого гигантского массива суши, который ворвался в части, а затем разошлись? Идея предлагалась неоднократно, но был отклонен из-за отсутствия доказательств.Такое представление казалось фантастическим ввиду размеров, массы и жесткости континентов и океана бассейны и их кажущаяся неподвижность.

Однако в начале двадцатого века идея была снова представлена: немецкого ученого Альфреда Вегенера с новыми доказательствами: контуры подводных краев континентов сочетаются друг с другом даже лучше, чем надводные очертания; растения, животные и окаменелости на края одного континента были похожи на те, что на лицевом краю совпадающего континент; и, что наиболее важно, измерения показали, что Гренландия и Европа медленно отдалялись друг от друга.Но в этой идее было мало принятие (и сильное противодействие) до тех пор, пока — с развитием новых методов и инструментов — накопилось еще больше свидетельств. Были найдены дальнейшие совпадения континентальных шельфов и океанических особенностей. путем исследования состава и формы дна Атлантического океана Океан, радиоактивное датирование континентов и плит и изучение обоих глубинных образцов горных пород континентальных шельфов и геологических неисправности.

К 1960-м годам большое количество и разнообразие данных были согласованы. с идеей, что земная кора состоит из нескольких огромных, медленно движущиеся плиты, по которым едут континенты и бассейны океана. Большинство трудный аргумент, чтобы преодолеть — что поверхность земли слишком жесткий, чтобы континенты могли двигаться — это оказалось неверным. В горячие недра земли создают слой расплавленной породы под пластины, которые перемещаются конвекционными токами в слое.в 1960-е гг., Континентальный дрейф в форме теории тектоники плит. получила широкое признание в науке и дала геологии мощный объединяющая концепция.

Теория тектоники плит была окончательно принята, потому что подтверждены доказательствами и потому, что они объясняют так много, что раньше казался неясным или противоречивым. Такой разнообразный и, казалось бы, несвязанные явления, такие как землетрясения, извержения вулканов, образование горных системы и океаны, сокращение Тихого океана и расширение Атлантики, и даже некоторые серьезные изменения климата Земли теперь можно рассматривать как следствие движения плит земной коры.

На протяжении большей части истории человечества огонь считался одним из четырех основные элементы — наряду с землей, водой и воздухом — из которых все было сделано. Считалось, что горящие материалы высвобождают огонь, который они уже сдерживали. До восемнадцатого века преобладающая научная теория гласила, что когда любой объект горит, он дает от вещества, уносившего вес.Эта точка зрения подтвердила то, что люди видели: Когда сгорел тяжелый кусок дерева, все, что осталось был остатком светлого пепла.

Антуан Лавуазье, французский ученый, сделавший большинство своих открытий в течение двух десятилетий после американской революции и позже был казнен как жертва Французской революции провел серию экспериментов в котором он точно измерил все вещества, участвующие в горение, включая используемые газы и выделяемые газы.Его измерения продемонстрировали, что процесс горения был прямо противоположен тому, что думали люди. Он показал, что когда вещества горят, сети нет. набор или потеря веса. Когда горит дерево, например, углерод и водород в нем соединяется с кислородом воздуха с образованием водяного пара и двуокись углерода — невидимые газы, которые выбрасываются в воздух. Общий вес материалов, полученных при сжигании (газы и зола) совпадает с общим весом реагирующих материалов (древесины и кислород).

Раскрывая тайну горения (формы горения), Лавуазье основал современную химическую науку. Его предшественник, алхимия, был поиск способов преобразовать материю — особенно превратить свинец в золото и произвести эликсир, даровавший вечный жизнь. В результате поиска накопились некоторые описательные знания о материалах и процессах, но не смогли привести к пониманию природы материалов и того, как они взаимодействуют.

Лавуазье изобрел совершенно новое предприятие, основанное на теории материалов, физические законы и количественные методы. Интеллектуальный центр новой науки была концепция сохранения материи: Горение и все другие химические процессы состоят из взаимодействия таких веществ, что общая масса материала после реакции точно так же, как и раньше.

Для такого радикального изменения принятие новой химии было относительно быстро. Одна из причин заключалась в том, что Лавуазье разработал систему для наименования веществ и описания их реакций друг с другом. Возможность делать такие явные заявления сама по себе была важной шаг вперед, так как это стимулировало количественные исследования и сделало возможным широкое распространение химических открытий без двусмысленности.Кроме того, сжигание стало рассматриваться просто как один из примеров категории химических реакций — окисления — в которых кислород соединяется с другими элементами или соединениями и высвобождает энергию.

Другой причиной принятия новой химии было то, что она хорошо согласуется с атомной теорией, разработанной английским ученым Джоном Далтон после прочтения публикаций Лавуазье. Далтон подробно остановился на и уточнил древнегреческие идеи элемента, соединения, атома и молекула — концепции, которые Лавуазье включил в свою систему.Этот механизм развития химических комбинаций дал еще больше специфика системы принципов Лавуазье. Это послужило основой для количественного выражения химического поведения.

Так, например, при горении древесины каждый атом элемента углерода соединяется с двумя атомами кислорода элемента с образованием одной молекулы соединения углекислого газа, высвобождая энергию в процессе.Пламя или высокие температуры, однако, не обязательно должны участвовать в реакциях окисления. Ржавчина и метаболизм сахаров в организме — примеры окисления. что происходит при комнатной температуре.

За три столетия, прошедшие после Лавуазье и Дальтона, система был значительно расширен, чтобы учесть конфигурацию атомов когда они связаны друг с другом, и для описания внутренней работы атомы, которые объясняют, почему они связаны именно так.

Началась новая глава в нашем понимании структуры материи. в конце девятнадцатого века со случайным открытием во Франции, что соединение урана каким-то образом затемняло обернутую и неэкспонированная фотопластинка. Так начался научный поиск объяснение этой «радиоактивности».»Первопроходец-исследователь в новой области была Мария Кюри, молодой ученый польского происхождения, вышедший замуж за французскому физику Пьеру Кюри. Полагая, что радиоактивность урансодержащих минералов в результате очень небольшого количества некоторых высокорадиоактивное вещество, пыталась Мари Кюри, в серии химические этапы, чтобы получить чистый образец вещества и идентифицировать Это. Ее муж отложил свои собственные исследования, чтобы помочь в огромной задача отделить неуловимый след от огромного количества сырье.Результатом стало открытие двух новых элементов: оба очень радиоактивны, они назвали их полонием и радием.

Кюри, получившие Нобелевскую премию по физике за свои исследования в области радиоактивности предпочли не использовать свои открытия в коммерческих целях. Фактически, они сделали радий доступным для научного сообщества, так что что природу радиоактивности можно изучить дальше. После Пьера Кюри умерла, Мария Кюри продолжила свои исследования, уверенная, что она может добиться успеха, несмотря на широко распространенные предубеждения против женщин в физическом наука.Ей действительно удалось: она выиграла Нобелевскую премию 1911 года по химии, стать первым человеком, получившим вторую Нобелевскую премию.

Между тем, другие ученые с лучшими возможностями, чем Мария Кюри были сделаны важные открытия в области радиоактивности и предлагая новые смелые теории по этому поводу. Эрнест Резерфорд, уроженец Новой Зеландии Британский физик быстро стал лидером в этой быстро меняющейся области. Он и его коллеги обнаружили, что естественная радиоактивность в уране состоит из атома урана, испускающего частицу, которая становится атом очень легкого элемента гелия, и то, что осталось после уже не атом урана, а немного более легкий атом другого элемент.Дальнейшие исследования показали, что эта трансмутация была одной из серии, заканчивающейся стабильным изотопом свинца. Радий был просто один элемент в радиоактивном ряду.

Этот процесс трансмутации стал поворотным моментом в научном открытии, поскольку он показал, что атомы на самом деле не самые основные единицы иметь значение; скорее, сами атомы состоят из трех отдельных частиц каждое: маленькое массивное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, окруженное легкими электронами.Радиоактивность изменяет ядро, тогда как химическая реакции влияют только на внешние электроны.

Но урановая история еще далека от завершения. Незадолго до Второй мировой войны, несколько немецких и австрийских ученых показали, что когда уран при облучении нейтронами образуются изотопы различных элементов которые имеют примерно половину атомной массы урана. Они не хотели принять то, что сейчас кажется очевидным выводом — что ядро урана был вынужден разделиться на две примерно равные меньшие ядра.Этот вывод вскоре был сделан физиком австрийского происхождения. и математик Лиз Мейтнер и ее племянник Отто Фриш, которые представили термин «деление». Они отметили, что в соответствии с рекомендациями Эйнштейна специальная теория относительности, что если бы продукты деления вместе имели меньше массы, чем исходный атом урана, огромное количество энергии будет выпущен.

Поскольку при делении также выделяются дополнительные нейтроны, которые могут вызвать больше делений, казалось возможным, что могла произойти цепная реакция, постоянно высвобождая огромное количество энергии.Во время Второй мировой войны группа ученых из США во главе с физиком итальянского происхождения Энрико Ферми продемонстрировали, что если сложить достаточно урана — под тщательно контролируемые условия — цепная реакция действительно могла быть выдержанным. Это открытие стало основой секретного правительства США. создан проект по созданию ядерного оружия. К концу войны была продемонстрирована сила неконтролируемой реакции деления взрывом двух U.С. деления бомб над Японией. С войны деление продолжало оставаться основным компонентом стратегических ядерных вооружений. оружие, разработанное несколькими странами, и оно широко применялось в контролируемом выделении энергии для преобразования в электрическую мощность.

Интеллектуальная революция, инициированная Дарвином, вызвала большие споры.С научной точки зрения проблема заключалась в том, как объяснить большое разнообразие живых организмов и предыдущих организмов, очевидных в летописи окаменелостей. Земля была населена тысячами разных видов организмов, и было множество доказательств того, что когда-то существовало много видов, которые вымерли. Как они все иди сюда? До Дарвина преобладала точка зрения, согласно которой виды не изменилось, что с незапамятных времен все известные виды были в точности такими, какими они были в настоящем.Возможно, в редких случаях целый вид может исчезнуть из-за какой-то катастрофы или проигрыш другим видам в борьбе за пищу; но нет нового виды могли появиться.

Тем не менее, в начале девятнадцатого века идея эволюции видов начал появляться. Одна мысль заключалась в том, что организмы незначительно изменится в течение жизни в ответ на воздействие окружающей среды условий, и что эти изменения могут быть переданы их потомкам.(Например, одна точка зрения заключалась в том, что, растягиваясь, чтобы достичь высоких листьев, на деревьях жирафы — в течение последующих поколений — развили длинные шеи.) Дарвин предложил совсем другой механизм эволюции. Он предположил, что унаследованные различия между людьми в пределах виды сделали некоторые из них более склонными к выживанию, чем другие. потомство, и что их потомство унаследует эти преимущества.(Жирафы, унаследовавшие более длинные шеи, поэтому были бы более вероятно, выживут и родят потомство.) В течение следующих друг за другом поколений выгодные характеристики могут вытеснить другие при некоторых обстоятельствах, и тем самым дать начало новым видам.

Дарвин представил свою теорию вместе с большим количеством подтверждающих материалов. доказательства, собранные за многие годы в книге под названием «Происхождение видов», опубликовано в середине девятнадцатого века.Его драматическое влияние на биологию можно проследить за несколькими факторами: аргумент, представленный Дарвином, был размашисто, но ясно и понятно; его аргументация была поддержана в каждой точке с множеством биологических и ископаемых свидетельств; его сравнение естественного отбора с «искусственным отбором» использование в животноводстве было убедительным; и предоставленный аргумент объединяющая основа для руководства будущими исследованиями.

Ученые, выступавшие против дарвиновской модели, сделали это, потому что они оспаривал некоторые из предложенных им механизмов естественного отбора, или потому, что они считали, что это не предсказуемо в том смысле, в каком ньютоновские наука была. Однако к началу двадцатого века большинство биологи приняли основную предпосылку, что виды постепенно меняются, хотя механизм биологической наследственности еще не в целом понял.Сегодня споры уже не о том, эволюция происходит, но о деталях механизмов, с помощью которых это имеет место.

Среди широкой публики есть люди, которые полностью отвергают концепция эволюции — не на научных основаниях, а на основание того, что они считают неприемлемыми последствиями: что люди и другие виды имеют общих предков и поэтому связанные с; что люди и другие организмы могли возникнуть в результате процесс, которому не хватает направления и цели; и что люди, подобно низшим животным, они борются за выживание и размножение.А для некоторых людей концепция эволюции нарушает библейское повествование об особом (и отдельном) сотворении людей и все другие виды.

В начале ХХ века работы австрийского экспериментатора Грегор Мендель о наследственных характеристиках был открыт заново после того, как прошедшие незамеченными в течение многих лет. Было установлено, что черты характера наследственность организма не является результатом смешения жидкостей родителей, но из-за передачи дискретных частиц — теперь называемых гены — от каждого родителя.Если в организмах имеется большое количество таких частицы и какой-то процесс случайной сортировки происходит при воспроизведении, затем изменение особей внутри вида — существенное для дарвиновской эволюции — естественно.

В течение четверти века после повторного открытия работ Менделя, открытия с помощью микроскопа показали, что гены организованы в нити, которые расщепляются и рекомбинируются таким образом, чтобы получить каждое яйцо или сперматозоид с другой комбинацией генов.К середине двадцатом веке было обнаружено, что гены являются частью молекул ДНК, которые контролируют производство основных материалов, из которых организмы сделаны. Изучение химии ДНК привело к драматическим последствиям. химическая поддержка биологической эволюции: обнаружен генетический код в ДНК одинакова практически для всех видов организмов, от бактерий людям.

На протяжении всей истории люди придумывали объяснения болезни.Многие болезни считаются духовными по своему происхождению — наказание за грехи человека или как капризное поведение богов или духов. С древних времен наиболее распространенной биологической теорией было то, что болезнь была связана с каким-то дисбалансом телесных жидкостей (гипотетические жидкости, описанные по их воздействию, но не идентифицирован химически). Следовательно, на протяжении тысячелетий лечение болезни заключалась в обращении к сверхъестественным силам через подношения, жертвоприношения и молитвы, или попытки изменить настроение тела, побуждая рвота, кровотечение или очищение.Однако внедрение зародыша теория в девятнадцатом веке радикально изменила объяснение о том, что вызывает заболевания, а также о характере их лечения.

Еще в шестнадцатом веке существовало предположение, что болезни имели естественные причины и что возбудители болезней были внешними по отношению к тело, и поэтому эта медицинская наука должна заключаться в выявлении эти агенты и поиск химикатов для противодействия им.Но никто подозревали, что некоторые из болезнетворных агентов могут быть невидимыми организмов, поскольку такие организмы еще не были обнаружены, или даже вообразил. Улучшение линз и дизайна микроскопов в семнадцатом веке. столетие привело к открытию огромного нового мира микроскопически маленьких растения и животные, в том числе бактерии и дрожжи. Открытие этих микроорганизмов, однако, не предполагали, какие эффекты они может воздействовать на людей и другие организмы.

Имя, наиболее тесно связанное с микробной теорией болезней. принадлежит Луи Пастеру, французскому химику. Связь между микроорганизмы и болезни не проявляются сразу, особенно поскольку (как мы знаем сейчас) большинство микроорганизмов не вызывают болезней и многие нам выгодны. Пастер пришел к открытию роли микроорганизмов, изучая причины появления молока и вина. испортить.Он доказал, что порча и брожение происходят, когда микроорганизмы попадают в них с воздуха, быстро размножаясь и производя отходы. Он показал, что еда не испортится, если микроорганизмы не попадут внутрь. его или если они были разрушены жарой.

Обращаясь к изучению болезней животных, чтобы найти практические лекарства, Пастер снова показал, что в этом замешаны микроорганизмы. В процессе, он обнаружил, что заражение болезнетворными организмами — микробами — вызывает организм, чтобы создать иммунитет против последующего заражения тех же организмов, и что можно было производить вакцины, которые побудили бы организм выработать иммунитет к болезни, но на самом деле вызывая само заболевание.Пастер на самом деле не продемонстрировал что конкретное заболевание было вызвано определенным, идентифицируемым зародыш; Однако вскоре эта работа была завершена другими учеными.

Последствия принятия микробной теории болезней были огромны как для науки, так и для общества. Биологи обратились к идентификация и исследование микроорганизмов, обнаружение тысяч различных бактерий и вирусов и более глубокое понимание взаимодействий между организмами.Практический результат был постепенное изменение в практике здоровья человека — безопасное обращение с еда и вода; пастеризация молока; и использование санитарии меры, карантин, иммунизация и антисептические хирургические процедуры — как а также виртуальное устранение некоторых болезней. Сегодня современный технологии мощного изображения и биотехнологии делают возможным исследовать, как микроорганизмы вызывают болезнь, как работает иммунная система борется с ними, и даже то, как ими можно манипулировать генетически.

Термин «промышленная революция» относится к длительному периоду в истории, в течение которой произошли огромные изменения в том, как были и в том, как было организовано общество. Смена была из деревенского ремесленника экономику в городскую, производственную.

Первые изменения произошли в британской текстильной промышленности в девятнадцатый век.До этого ткани шили дома, используя по сути те же методы и инструменты, которые использовались веками. Машины — как и все инструменты того времени — были небольшими, ручной работы и приводится в действие мускулами, ветром или проточной водой. Та картинка радикально и необратимо изменена серией изобретений для прядение и ткачество и использование энергоресурсов. Техника заменена некоторые человеческие ремесла; уголь заменил людей и животных в качестве источника мощности для запуска машин; и централизованная заводская система заменила распределенная, ориентированная на дом система производства.

В основе промышленной революции лежали изобретения и усовершенствования паровой машины. Паровая машина — это устройство для замены химикатов. энергия в механическую работу: топливо сгорает, а тепло, которое оно дает выкл используется для превращения воды в пар, который, в свою очередь, используется для колеса или рычаги. Паровые двигатели впервые разработали изобретатели. в ответ на практическую необходимость откачивать паводковые воды из угля и рудники.После того, как шотландский изобретатель Джеймс Ватт значительно улучшил паровой двигатель, он также быстро стал использоваться для привода машин в фабрики; перемещать уголь в угольные шахты; и для питания железнодорожных локомотивов, корабли, а позже и первые автомобили.

Промышленная революция произошла сначала в Великобритании — для несколько причин: британская склонность применять научные знания. к практическим делам; политическая система, благоприятствовавшая промышленному развитию; доступность сырья, особенно из многих частей Британская империя; и величайший в мире торговый флот, давший доступ Великобритании к дополнительному сырью (например, хлопку и дерево) и огромные рынки по продаже текстиля.Британцы также имели испытали внедрение инноваций в сельском хозяйстве, таких как дешевые плуги, что позволило меньшему количеству рабочих производить больше еду, освобождая других работать на новых фабриках.

Экономические и социальные последствия были серьезными. Потому что новый машины производства были дорогими, они были доступны в основном людям с большими деньгами, которые не учитывались в большинстве семей.Мастерские вне дома, объединяющие рабочих и машины привели к появлению фабрик — сначала текстильных, а затем в других отраслях. Относительно неквалифицированные рабочие могли ухаживать за новым машины, в отличие от традиционных ремесел, требующих изучения навыков долгим ученичеством. Чтобы излишки сельскохозяйственных рабочих и детей могли быть нанятым на работу за заработную плату.

Промышленная революция распространилась по Западной Европе и по всему миру. Атлантика в Северную Америку.Следовательно, девятнадцатый век был отмечен в западном мире повышением производительности и господство капиталистической организации промышленности. Перемены сопровождались ростом крупных, сложных и взаимосвязанных промышленности, а также быстрый рост как общей численности населения, так и смены из сельской местности в городскую. Возникло растущее напряжение между с одной стороны, те, кто контролировал производство и извлекали из него прибыль и, с другой стороны, рабочие, которые работали за заработную плату, которая была едва хватает на жизнь.В значительной степени основные политические идеологии двадцатого века выросли из экономических проявления промышленной революции.

В узком смысле промышленная революция относится к определенному эпизод в истории. Но если смотреть шире, это еще не конец. С момента зарождения в Великобритании индустриализация распространилась на в одних частях мира намного быстрее, чем в других, и только сейчас достигнув некоторых.Когда он достигает новых стран, его экономические, политические, и социальные эффекты обычно были столь же драматичными, как и те, что имели место в Европе и Северной Америке девятнадцатого века, но с деталями формы местными обстоятельствами.

Более того, революция вышла за пределы паровой энергетики и текстильной промышленности. промышленность, чтобы включить ряд новых технологических разработок, каждый из которых оказал огромное влияние на образ жизни людей.В свою очередь, электрические, электронные и компьютерные технологии радикально изменились. изменил транспорт, связь, производство и здравоохранение и другие технологии; изменились режимы работы и отдыха; и привели к большему познанию того, как устроен мир. (Темпы изменений в новых индустриальных странах может быть даже больше, потому что последовательные волны инноваций прибывают более близко во времени.) По-своему каждое из этих продолжений промышленной революции продемонстрировал неизбежную и растущую взаимозависимость науки и технологии.