Наука: от Галилея до наших дней

27 февраля 2024

Галилео Галилей - выдающийся итальянский физик, математик, инженер и астроном, один из основателей современного естествознания. Открытия Галилея в астрономии буквально потрясли современников, именно с него началась эра телескопической астрономии. Он первым увидел Солнце, Луну, планеты и звезды в телескоп, созданный своими руками, и сделал ряд открытий. Галилей открыл пятна на Солнце, спутники Юпитера, увидел горы на Луне и множество звезд, из которых, как оказалось, состоит Млечный Путь.
Значение каждого из этих открытий трудно переоценить, потому что с них началась астрономия, развитие которой, спустя века, привело к современной картине мироздания.

А что же сегодня? В масштабах планеты и существования человечества 460 лет - ничтожно малый срок. Но посмотрите, сколько открытий, достижений, изобретений создано за это время. Галилей сконструировал первый телескоп, а сегодня летают космические спутники, ракеты и целые станции. Нас с вами окружают всевозможные гаджеты, роботы, в нашей жизни присутствует искусственный интеллект. Но и это не предел - XXI век, едва начавшись, успел во многом превзойти предыдущий: наука и технологии по-прежнему оказывают огромное влияние на улучшение нашей жизни, однако оно расширилось и стало гораздо более эффективным. В нашей стране над этим трудятся тысячи ученых, численность которых сопоставима с населением крупного города.

Большинство отечественных исследователей задействованы в области технических наук. На втором месте — естественные дисциплины, на третьем — общественные. Россия входит в первую десятку стран мира по уровню научного развития, в том числе по объему вложений и количеству ученых. Наша страна имеет славные традиции развития научного потенциала, что делает Россию одним из мировых лидеров во многих областях знаний, а это очень важно, так как от достижений ученых зависит экономика, обороноспособность, медицина и промышленность нашей страны, а значит благосостояние и жизнь большинства российских граждан.

Нобелевскую премию по физике в 2010 году получили ученые из России Александр Гейм и Константин Новоселов. Им удалось создать графен — самый тонкий и самый прочный в мире материал, толщиной всего один атом углерода, то есть в 300 тысяч раз тоньше листа бумаги. Два слоя графена по прочности равны алмазу. Применять его планируется в микроэлектронике, медицине и аэрокосмической области. Сейчас графен успешно применяют в электронике. Самый массовый продукт — это пауэрбанк: производители обещают, что сам он заряжается за 20 минут, а топовый смартфон заряжает наполовину за полчаса. Есть и еще одно свойство графена: он биосовместим, то есть взаимодействует с живыми клетками, поэтому используется в клеточной инженерии. Ученые обещают, что материал поможет диагностировать и лечить рак. Это делают с помощью чипа с графеном, который придает повышенную чувствительность. На основе графена создают биосенсоры, микрочипы, пластыри для контроля уровня глюкозы и даже импланты.

Способ борьбы с «чумой XXI века» - с раковыми опухолями - открыли российские врачи Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф.Цыба. В 2019 году они впервые провели терапию неоперабельного рака – внутрь опухоли ввели радиоактивный материал (альфа-эмиттеры – ядерные частицы) и разрушили ее. Отличительная особенность альфа-эмиттеров от других форм излучения заключается еще и в том, что они способствуют активации иммунной системы организма.
В 2022 году российские онкологи совместно с сотрудниками Института ядерных исследований разработали еще одну новую технологию борьбы с новообразованиями. Она позволяет оперативно разрушать раковую опухоль благодаря сверхмощному потоку протонов, которые не повреждают здоровые ткани.

Российские ученые первыми разработали вакцину от COVID-19. «Спутник V» стал первым зарегистрированным препаратом на мировом рынке. Вакцина была одобрена в 71 стране с общим населением 4 миллиарда человек.

В 2019 году волгоградские эндохирурги из ВолгГМУ провели первую в мире операцию в экзоскелете. Его основная функция — помогать врачам и снижать нагрузку с позвоночника и отдельных групп мышц, которые находятся в постоянном напряжении во время сложных операций. Таким образом предполагается сократить количество заболеваний, связанных с нарушениями опорно-двигательного аппарата, которыми болеют 90% эндохирургов.

Россия продолжает развивать сферу атомной энергетики. Выработка электроэнергии АЭС за последние 30 лет увеличилась почти вдвое. Развиваются проекты атомных станций малой мощности для удаленных районов с неразвитой сетевой инфраструктурой - для мест, где не нужны крупные АЭС. Такие станции дешевле и строятся гораздо быстрее, побочное выделение тепла делает их востребованными в холодных регионах. А плавучая атомная электростанция «Академик Ломоносов» с 2019 года питает город Певек на Чукотке.

В 2023 году запущена крупнейшая в мире ветряная электростанция, расположенная за Полярным кругом. Кольская ВЭС состоит из 57 турбин общей мощностью 202 мВт. Все ветряки работают в автоматическом режиме, в зависимости от направления ветра лопасти разворачиваются, чтобы вырабатывать максимально возможное количество энергии.

Впервые в мире авиации в классе среднемагистральных узкофюзеляжных самолетов крыло выполнено из углепластика, который также производится в России. Преимущество композитных материалов: они легкие и прочные, что помогает снизить массу без потери жесткости. А для самолета меньший вес означает сокращение расхода топлива — важный аспект для коммерческой эксплуатации.

В конце декабря 2023 года запустили первый импортозамещенный поезд «Ласточка», который переименовали в «Финиста». А с 2028 по 2032 год российский холдинг «Синара — транспортные машины» должен поставить 50 восьмивагонных составов для строящейся высокоскоростной железной дороги из Москвы в Санкт-Петербург. Они смогут разгоняться до 400 км/ч, время в пути между двумя столицами составит 2 часа 15 минут.

В 2023 году Томская область заняла четвертое место в рейтинге инновационного развития регионов России. Расскажем о некоторых научных достижениях томских учёных:

Компьютерная модель для выявления рака кожи - может со 100% точностью диагностировать меланому и определять степень ее злокачественности. Над разработкой трудились специалисты НИИ онкологии ТНИМЦ совместно с учеными ТГУ.

Прототип системы для реализации малоинвазивных операций на сердце - направление медицины, которое заключается в проведении операций без разрезов, сейчас является одним из самых приоритетных и востребованных. Система подразумевает надрез одного или нескольких крупных сосудов (например, бедренной или подключичной вены), в который вводится электрод и катетер. Разработкой занимались ученые ТУСУРа совместно с лабораторией «Биоток».

Уникальная технология по определению масштаба разлива нефти под слоем снега и льда - благодаря созданию такой технологии, нефтегазовые компании смогут минимизировать воздействие на окружающую среду и ускорить процесс ликвидации аварии. Технология не имеет аналогов в мире. Она строится на определении точных границ разлива нефти с помощью наночастиц оксидов металлов. По словам ученых ТПУ, с помощью разработки можно распознать разлив нефти на площади до 500 метров. Сейчас ученые работают над прибором, который будет улавливать магнитный момент наночастиц и тем самым идентифицировать границы разлива.

Конвертер, защищающий пассажиров самолета от негативного воздействия озона - «Superjet второго поколения» — самолет, который собран на основе отечественных разработок. Он успешно совершил испытательный полет. В 2023 году томские ученые и инженеры создали для него важный блок — конвертер озона, защищающий пассажиров от негативного воздействия этого газа на большой высоте.

Обо всём этом мы говорили с участниками наших встреч. Ребята посмотрели документальный фильм о Галилео Галилее - познакомились с его открытиями и фактами его непростой биографии. С помощью презентации пополнили знания о достижениях российских и томских учёных. Вспомнили других великих ученых, таких, как Николай Коперник, Джордано Бруно и Михайло Ломоносов, внесших значительный вклад в развитие современных представлений о космосе. Вместе провели несколько несложных физических опытов - "Сильная бумага", "Бегающие спички", "Стакан-непроливайка", "СнежинкаvsЗвёздочка" и другие. Ребята задавали много вопросов, делились мнениями. Было очень интересно!

Шубенкина Н.С.