Великі вчені фізики та їх відкриття. Внесок лікарів у розвиток фізики

Фізика – одна з найважливіших наук, що вивчаються людиною. Її присутність помітна у всіх сферах життя, іноді відкриття навіть змінюють перебіг історії. Тому великі фізики такі цікаві й значимі для людей: їхня робота актуальна навіть після багатьох століть після їхньої смерті. Яких учених варто знати насамперед?

Андре-Марі Ампер

Французький фізик народився в сім'ї комерсанта з Ліона. Бібліотека батьків була сповнена праць провідних учених, письменників та філософів. З дитинства Андре захоплювався читанням, що допомогло йому здобути глибокі знання. На дванадцять років хлопчик вже вивчив основи вищої математики, а наступного року представив свої роботи в Ліонську Академію. Незабаром він почав давати приватні уроки, а з 1802 працював викладачем фізики та хімії, спочатку в Ліоні, а потім і в Політехнічній школі Парижа. За десять років його обрали членом Академії наук. Імена великих фізиків нерідко пов'язані з поняттями, вивченню яких вони присвятили життя, і Ампер не є винятком. Він займався проблемами електродинаміки. Одиниця сили електричного струму вимірюється у амперах. Крім того, саме вчений ввів багато термінів, що використовуються і зараз. Наприклад, це визначення «гальванометр», «напруга», «електричний струм» та багато інших.

Роберт Бойль

Багато великих фізиків вели свою роботу в часи, коли техніка і наука були практично в зародковому стані, і, незважаючи на це, досягали успіху. Наприклад, уродженець Ірландії. Він займався різноманітними фізичними та хімічними експериментами, розвиваючи атомістичну теорію. 1660 року йому вдалося відкрити закон зміни обсягу газів залежно від тиску. Багато великих його часу не мали уявлення про атоми, а Бойль не тільки був переконаний у їхньому існуванні, а й сформував кілька пов'язаних з ними понять, наприклад, «елементи» або «первинні корпускули». У 1663 році йому вдалося винайти лакмус, а в 1680 він першим запропонував спосіб отримання фосфору з кісток. Бойль був членом Лондонського королівського товариства і залишив по собі безліч наукових праць.

Нільс Бор

Нерідко великі фізики виявлялися значними вченими та інших сферах. Наприклад, Нільс Бор також був хіміком. Член Данського королівського товариства наук і провідний учений ХХ століття, Нільс Бор народився в Копенгагені, де й здобув вищу освіту. Деякий час співпрацював з англійськими фізиками Томсоном та Резерфордом. Наукові роботи Бора стали основою створення квантової теорії. Багато великих фізиків згодом працювали у напрямах, спочатку створених Нільсом, наприклад, у деяких областях теоретичної фізики та хімії. Мало хто знає, але він також був першим ученим, який заклав основи періодичної системи елементів. У 1930-х роках. зробив чимало найважливіших відкриттів у атомній теорії. За досягнення був відзначений Нобелівською премією з фізики.

Макс Борн

Багато великих вчених-фізиків були родом з Німеччини. Наприклад, Макс Борн народився у Бреслау, у сім'ї професора та піаністки. Він з дитинства захоплювався фізикою та математикою і вступив до Геттінгенського університету для їх вивчення. В 1907 Макс Борн захистив дисертацію, присвячену стійкості пружних тіл. Як і інші великі вчені-фізики того часу, наприклад, Нільс Бор, Макс співпрацював зі спеціалістами Кембриджа, а саме з Томсоном. Надихали Борна та ідеї Ейнштейна. Макс займався дослідженням кристалів та розробив кілька аналітичних теорій. З іншого боку, Борн створив математичну основу квантової теорії. Як і інші фізики, Великої Вітчизняної війни антимілітарист Борн категорично не хотів і в роки битв йому довелося емігрувати. Згодом він виступить із засудженням розробок ядерної зброї. За всі свої здобутки Макс Борн отримав Нобелівську премію, а також був прийнятий до багатьох наукових академій.

Галілео Галілей

Деякі великі фізики та їх відкриття пов'язані зі сферою астрономії та природознавства. Наприклад, Галілей, італійський вчений. Навчаючись медицині в університеті Пізи, він ознайомився з фізикою Аристотеля і почав читати древніх математиків. Захопившись цими науками, кинув навчання і зайнявся твором «Маленьких терезів» - роботи, яка допомагала визначати масу металевих сплавів та описувала центри ваги фігур. Галілей прославився серед італійських математиків та отримав місце на кафедрі в Пізі. Через якийсь час він став придворним філософом герцога Медічі. У своїх роботах він займався дослідженнями принципів рівноваги, динаміки, падіння та руху тіл, а також міцності матеріалів. В 1609 побудував перший телескоп, що дає триразове збільшення, а потім - і з тридцятидворазовим. Його спостереження дали інформацію про поверхню Місяця та розміри зірок. Галілей виявив супутники Юпітера. Його відкриття викликали фурор у науковій сфері. Великий фізик Галілей не надто схвалений церквою, і це визначило ставлення до нього в суспільстві. Проте він продовжив роботу, що стало приводом для доносу до інквізиції. Йому довелося відмовитись від своїх навчань. Але все ж таки через кілька років трактати про обертання Землі навколо Сонця, створені на основі ідей Коперника, були опубліковані: з поясненням, що це лише гіпотеза. Так, найважливіший внесок вченого було збережено суспільству.

Ісаак Ньютон

Винаходи та висловлювання великих фізиків часто стають свого роду метафорами, але легенда про яблуко та закон тяжіння найвідоміша. Кожному знайомий герой цієї історії, згідно з якою він і відкрив закон тяжіння. Крім того, вчений розробив інтегральне та диференціальне числення, став винахідником дзеркального телескопа та написав чимало фундаментальних праць з оптики. Сучасні фізики вважають його творцем класичної науки. Ньютон народився в бідній сім'ї, навчався у простій школі, а потім у Кембриджі, паралельно працюючи слугою, щоб сплатити за навчання. Вже в ранні роки до нього дійшли ідеї, які в майбутньому стануть основою для винайдення систем обчислень та відкриття закону тяжіння. 1669 року він став викладачем кафедри, а 1672-го - членом Лондонського королівського товариства. У 1687 році було опубліковано найважливішу працю під назвою «Початки». За неоціненні досягнення в 1705 Ньютону дарували дворянство.

Християн Гюйгенс

Як і багато інших великих людей, фізики нерідко були талановитими у різних сферах. Наприклад, Християн Гюйгенс, уродженець Гааги. Його батько був дипломатом, вченим та літератором, син здобув чудову освіту в юридичній сфері, але захопився математикою. Крім того, Християн чудово говорив латиною, умів танцювати і їздити верхи, музикував на лютні та клавесині. Ще в дитинстві він зумів самостійно збудувати собі і працював на ньому. В університетські роки Гюйгенс листувався з паризьким математиком Мерсенном, що дуже вплинуло на юнака. Вже в 1651 році він опублікував працю про квадратуру кола, еліпса та гіперболи. Його роботи дозволили йому отримати репутацію прекрасного математика. Потім він зацікавився і фізикою, написав кілька праць про ті тіла, що стикаються, які серйозно вплинули на уявлення сучасників. Крім того, він зробив внесок в оптику, сконструював телескоп і навіть написав роботу про розрахунки в азартній грі, пов'язані з теорією ймовірності. Все це робить його визначною фігурою в історії науки.

Джеймс Максвелл

Великі фізики та їх відкриття заслуговують на всілякий інтерес. Так, Джеймс-Клерк Максвелл досяг вражаючих результатів, з яким варто ознайомитися кожному. Він став основоположником теорій електродинаміки. Вчений народився у дворянській сім'ї та здобув освіту в університетах Единбурга та Кембриджу. За досягнення було прийнято до Лондонського королівського товариства. Максвелл відкрив Кавендіську лабораторію, яка була обладнана за останнім словом техніки для проведення фізичних експериментів. У ході роботи Максвелл вивчав електромагнетизм, кінетичну теорію газів, питання кольорового зору та оптики. Виявив себе і як астроном: саме він встановив, що стійкі та складаються з не пов'язаних частинок. Займався також вивченням динаміки та електрики, вплинув на Фарадея. Вичерпні трактати про багато фізичних явищ досі вважаються актуальними та затребуваними в науковому середовищі, роблячи Максвелла одним із найбільших фахівців у цій сфері.

Альберт Ейнштейн

Майбутній учений народився Німеччині. Змалку Ейнштейн любив математику, філософію, захоплювався читанням науково-популярних книг. За освітою Альберт вирушив до технологічного інституту, де вивчав улюблену науку. 1902 року став співробітником патентного бюро. За роки роботи він опублікує кілька успішних наукових праць. Перші його праці пов'язані з термодинамікою та взаємодією між молекулами. В 1905 одна з робіт була прийнята як дисертація, і Ейнштейн став доктором наук. Альберту належали безліч революційних ідей про енергію електронів, природу світла і фотоефект. Найважливішою стала теорія відносності. Висновки Ейнштейна перетворили уявлення людства про час і простір. Абсолютно заслужено він був відзначений Нобелівською премією та визнаний у всьому науковому світі.

Численні відкриття, зроблені вченими під час сну, змушують замислитися: чи великим людям геніальні сни сняться частіше, ніж простим менеджерам, чи то в них просто є можливість їх реалізувати. Але ми знаємо, що «все можливе» правило одне на всіх, як і періодично всім знятися сни. Інша справа, що великі вчені не просто дивляться на свою підсвідомість у момент глибокого сну, вони продовжують працювати, і їх роздуми уві сні, ймовірно, глибші, ніж наяву.

Рене Декарт (1596-1650), великий французький вчений, філософ, математик, фізик та фізіолог

Він запевняв, що на шлях великих відкриттів його спрямували пророчі сни, побачені у віці двадцяти трьох років. 10 листопада 1619 року в сновидінні він взяв до рук книгу, написану латиною, на першій же сторінці якої було виведено потаємне запитання: «Яким шляхом мені йти?». У відповідь, за словами Декарта, «Дух Істини розкрив мені уві сні взаємозв'язок усіх наук». Після протягом трьох століть поспіль його роботи мали величезний вплив на науку.

Сновидіння Нільса Бора принесло йому Нобелівську премію, ще на студентській лаві примудрився зробити відкриття, що змінило наукову картину світу. Йому наснилося, що він знаходиться на Сонці - сяючому згустку вогнедишного газу, - а планети зі свистом проносяться повз нього. Вони оберталися навколо Сонця і пов'язані з ним тонкими нитками. Несподівано газ затвердів, «сонце» та «планети» зменшилися, а Бор, за його власним зізнанням, прокинувся як від поштовху: він зрозумів, що відкрив модель атома, яку так давно шукав. "Сонце" з його сну було нічим іншим, як нерухомим ядром, навколо якого оберталися "планети"-електрони!

Що насправді сталося уві сні Дмитра Менделєєва (1834-1907)

Дмитро Мендєлєєвпобачив свою таблицю уві сні, та її приклад – не єдиний. Багато вчених зізнавалися в тому, що своїми відкриттями зобов'язані своїм дивовижним снам. З їхніх снів у наше життя прийшла не лише таблиця Менделєєва, а й атомна бомба.
"Немає таких таємничих явищ, які не можна було б зрозуміти" - стверджував Рене Декарт (1596-1650), великий французький вчений, філософ, математик, фізик та фізіолог. Однак як мінімум одне незрозуміле явище було добре відоме йому на особистому прикладі. Автор безлічі відкриттів, зроблених за своє життя в різних областях, Декарт не приховував, що поштовхом для його різнобічних вишукувань послужило кілька віщих снів, побачених ним у віці двадцяти трьох років.
Дата одного з таких снів відома точно: 10 листопада 1619 року. Саме тієї ночі Рене Декарту відкрився основний напрямок усіх його майбутніх робіт. У тому сновидінні він узяв у руки книгу, написану латиною, на першій же сторінці якої було виведено потаємне запитання: «Яким шляхом мені йти?». У відповідь, за словами Декарта, «Дух Істини розкрив мені уві сні взаємозв'язок усіх наук».
Як це сталося, тепер залишається тільки гадати, достовірно відомо лише одне: дослідження, поштовхом до яких послужили його сни, принесли Декарту славу, зробивши його найбільшим вченим свого часу. Протягом трьох століть поспіль його роботи мали величезний вплив на науку, а ряд його робіт з фізики та математики залишаються актуальними й досі.

Виявляється, сон Менделєєва став широко відомий з легкої руки А.А.Иностранцева – сучасника та знайомого вченого, який якось зайшов до нього до кабінету і застав його у похмурому стані. Як згадував пізніше Іноземців, Менделєєв поскаржився йому на те, що "все в голові склалося, але висловити таблицею не можу". А потім пояснив, що він три доби поспіль працював без сну, але всі спроби скласти думки до таблиці виявилися невдалими.
Зрештою, вчений, вкрай стомлений, таки ліг у ліжко. Саме цей сон згодом і увійшов до історії. За словами Менделєєва, все відбувалося так: «бачу уві сні таблицю, де елементи розставлені, як треба. Прокинувся, одразу записав на клаптику паперу, – тільки в одному місці згодом виявилася потрібна поправка».
Але найінтригуючіше полягає в тому, що в той час, коли Менделєєву наснилася періодична система, атомні маси багатьох елементів були встановлені невірно, а багато елементів взагалі не досліджено. Іншими словами, відштовхуючись тільки від відомих йому наукових даних, Менделєєв просто не зміг би зробити своє геніальне відкриття! А це означає, що уві сні йому прийшло не просто осяяння. Відкриття періодичної системи, котрій у вчених на той час просто не вистачало знань, можна сміливо порівняти з передбаченням майбутнього.
Всі ці численні відкриття, зроблені вченими під час сну, змушують замислитися: чи великим людям сни-одкровення сняться частіше, ніж простим смертним, чи то в них просто є можливість їх реалізувати. А може, великі уми просто мало думають про те, що скажуть про них інші, і тому не соромляться всерйоз дослухатися до підказок своїх снів? Відповіддю тому – заклик Фрідріха Кекуле, яким він завершив свій виступ на одному з наукових з'їздів: «Давайте вивчати свої сни, джентльмени, і тоді ми, можливо, прийдемо до істини!».

Нільс Бор (1885-1962), великий датський вчений, засновник атомної фізики

Великий датський вчений, основоположник атомної фізики, Нільс Бор (1885-1962) ще на студентській лаві примудрився зробити відкриття, що змінило наукову картину світу.
Одного разу йому наснилося, що він знаходиться на Сонці – сяючому згустку вогнедишного газу – а планети зі свистом проносяться повз нього. Вони оберталися навколо Сонця і пов'язані з ним тонкими нитками. Несподівано газ затвердів, «сонце» та «планети» зменшилися, а Бор, за його власним зізнанням, прокинувся, як від поштовху: він зрозумів, що відкрив модель атома, яку так давно шукав. "Сонце" з його сну було нічим іншим, як нерухомим ядром, навколо якого оберталися "планети"-електрони!
Чи варто говорити, що планетарна модель атома, побачена Нільсом Бором уві сні, стала основою для всіх подальших робіт ученого? Вона започаткувала атомну фізику, принісши Нільсу Бору Нобелівську премію та світове визнання. Сам учений все своє життя вважав своїм обов'язком боротися проти застосування атома у військових цілях: джин, випущений на волю його сном, виявився не тільки могутнім, а й небезпечним.
Втім, ця історія – лише одна у довгому ряді багатьох. Так, розповідь про не менш дивовижне нічне осяяння, що просунуло світову науку вперед, належить ще одному Нобелівському лауреату, австрійському фізіологу Отто Леві (1873-1961).

Отто Леві (1873-1961), австрійський фізіолог, нобелівський лауреат за заслуги в галузі медицини та психології

Нервові імпульси в організмі передаються електричною хвилею - так помилково вважали медики аж до відкриття Леві. Ще молодим ученим, він уперше не погодився з маститими колегами, сміливо припустивши, що до передачі нервового імпульсу причетна хімія. Але хто слухатиме вчорашнього студента, який спростовує наукові світила? Тим більше що теорія Леві, за всієї її логічності, не мала ніяких доказів.
Лише через сімнадцять років Леві, нарешті, зміг здійснити експеримент, який з усією очевидністю доводив його правоту. Ідея експерименту прийшла до нього несподівано – уві сні. З педантичністю справжнього вченого Леві докладно розповів про осяяння, яке відвідувало його протягом двох ночей поспіль:
«…У ніч перед Великоднем Неділею 1920 року я прокинувся і зробив кілька нотаток на уривку паперу. Потім я знову заснув. Вранці у мене виникло відчуття, що цієї ночі я записав щось дуже важливе, але я не зміг розшифрувати свої каракулі. Наступної ночі, о третій годині, ідея знову повернулася до мене. Це був задум експерименту, який допоміг би визначити, чи правомочна моя гіпотеза хімічної трансмісії.
Дослідження, чималий внесок у який внесли сни, принесли Отто Леві Нобелівську премію у 1936 році за заслуги в галузі медицини та психології.
Ще один знаменитий хімік - Фрідріх Август Кекуле - не соромився визнавати, що саме завдяки сну йому вдалося відкрити молекулярну структуру бензолу, над якою до цього він безуспішно бився багато років.

Фрідріх Август Кекуле (1829-1896), знаменитий німецький хімік-органік

За власним визнанням Кекуле, багато років він намагався знайти молекулярну структуру бензолу, проте всі його знання та досвід виявилися безсилими. Проблема так мучила вченого, що часом він не переставав думати про неї ні вночі, ні вдень. Нерідко йому снилося, що він уже зробив відкриття, проте всі ці сни незмінно виявлялися лише звичайним відображенням його денних думок та турбот.
Так було аж до холодної ночі 1865 року, коли Кекуле задрімав удома біля каміна і побачив дивовижний сон, про який згодом розповідав так: «Перед моїми очима стрибали атоми, вони зливалися у більші структури, схожі на змій. Як зачарований, я стежив за їхнім танцем, як раптом одна зі «змій» схопила себе за хвіст і дражливо затанцювала перед моїми очима. Наче пронизаний блискавкою, я прокинувся: структура бензолу являє собою замкнуте кільце!».

Це відкриття було переворотом для тогочасної хімії.
Сон настільки вразив Кекуле, що він розповів його своїм колегам-хімікам на одному з наукових з'їздів і навіть закликав їх уважніше ставитись до своїх сновидінь. Безумовно, під цими словами Кекуле підписалося б чимало вчених, і насамперед його колега, російський хімік Дмитро Менделєєв, чиє відкриття, зроблене уві сні, широко відоме всім.
Справді, кожен чув, що свою періодичну таблицю хімічних елементів Дмитро Іванович Менделєєв «підглянув» уві сні. Однак, як саме це сталося? Про це у своїх мемуарах докладно розповів один із його друзів.

Лікар біологічних наук Ю. ПЕТРЕНКО.

Кілька років тому в Московському державному університеті було відкрито факультет фундаментальної медицини, на якому готують лікарів, які мають широкі знання з природничих дисциплін: математики, фізики, хімії, молекулярної біології. Але питання, наскільки необхідні фундаментальні знання лікаря, продовжує викликати гострі суперечки.

Наука та життя // Ілюстрації

Серед символів медицини, що зображені на фронтонах будівлі бібліотеки Російського державного медичного університету, - надія та зцілення.

Настінний розпис у фойє Російського державного медичного університету, на якому зображено великих лікарів минулого, що сидять у роздумі за одним довгим столом.

У. Гільберт (1544-1603), придворний лікар англійської королеви, натураліст, який відкрив земний магнетизм.

Т. Юнг (1773-1829), відомий англійський лікар і фізик, один із творців хвильової теорії світла.

Ж.-Б. Л. Фуко (1819-1868), французький лікар, який захоплювався фізичними дослідженнями. За допомогою 67-метрового маятника довів обертання Землі навколо осі та зробив багато відкриттів у галузі оптики та магнетизму.

Ю. Р. Майєр (1814-1878), німецький лікар, який встановив основні засади закону збереження енергії.

Г. Гельмгольц (1821-1894), німецький лікар, займався фізіологічною оптикою та акустикою, сформулював теорію вільної енергії.

Чи потрібно викладати фізику майбутнім лікарям? Останнім часом це питання хвилює багатьох, і не лише тих, хто готує професіоналів у галузі медицини. Як завжди, існують і стикаються дві крайні думки. Ті, хто "за", малюють похмуру картину, яка стала плодом зневажливого ставлення до базисних дисциплін в освіті. Ті, хто "проти", вважають, що в медицині має домінувати гуманітарний підхід і лікар насамперед має бути психологом.

КРИЗА МЕДИЧИНИ І КРИЗА СУСПІЛЬСТВА

Сучасна теоретична та практична медицина досягла великих успіхів, і фізичні знання їй дуже допомогли. Але в наукових статтях та публіцистиці не перестають звучати голоси про кризу медицини взагалі та медичної освіти зокрема. Факти, що свідчать про кризу, безперечно є - це і поява "божественних" цілителів, і відродження екзотичних методів лікування. Заклинання типу "абракадабри" та амулети на кшталт жаб'ячої лапки знову в ході, як у доісторичні часи. Набуває популярності неовіталізм, один із основоположників якого, Ханс Дріш, вважав, що сутність життєвих явищ становить ентелехія (свого роду душа), що діє поза часом і простором, і що живе не може зводитися до сукупності фізико-хімічних явищ. Визнання ентелехії як життєву силу заперечує значення фізико-хімічних дисциплін для медицини.

Можна навести безліч прикладів того, як псевдонаукові уявлення підміняють і витісняють справді наукові знання. Чому так відбувається? На думку нобелівського лауреата, відкривача структури ДНК Френсіса Крика, коли суспільство стає дуже багатим, молодь виявляє небажання працювати: вона вважає за краще жити легким життям і займатися дрібницями, на кшталт астрології. Це справедливо не лише багатим країнам.

Що стосується кризи в медицині, то подолати її можна лише підвищуючи рівень фундаментальності. Зазвичай вважають, що фундаментальність - це вищий рівень узагальнення наукових уявлень, у разі - уявлень про природу людини. Але і на цьому шляху можна дійти до парадоксів, наприклад, розглядати людину як квантовий об'єкт, абстрагуючись повністю від фізико-хімічних процесів, що протікають в організмі.

ЛІКАР-МИСЛИТЕЛЬ АБО ЛІКАР-ГУРУ?

Ніхто не заперечує, що віра хворого на лікування грає важливу, іноді навіть вирішальну роль (згадаймо ефект плацебо). То який лікар потрібний хворому? Впевнено вимовляє: "Ти будеш здоровий" або довго роздумує, які ліки вибрати, щоб отримати максимальний ефект і при цьому не нашкодити?

За спогадами сучасників, знаменитий англійський вчений, мислитель і лікар Томас Юнг (1773-1829) нерідко застигав у нерішучості біля ліжка хворого, вагався у встановленні діагнозу, часто й надовго замовкав, занурюючись у себе. Він чесно і болісно шукав істину в найскладнішому і заплутаному предметі, про який писав так: "Немає науки, складністю перевершує медицину. Вона виходить за межі людського розуму".

З погляду психології лікар-мислитель мало відповідає образу ідеального лікаря. Йому бракує сміливості, самовпевненості, безапеляційності, нерідко властивих саме невігласам. Напевно, така природа людини: захворівши, сподіватися на швидкі та енергійні дії лікаря, а не на роздуми. Але, як сказав Гете, "немає нічого страшнішого за діяльне невігластво". Юнг як лікар великої популярності у хворих не набув, а серед колег його авторитет був високим.

ФІЗИКУ СТВОРЮВАЛИ ЛІКАРІ

Пізнай самого себе, і ти пізнаєш увесь світ. Першим займається медицина, другим – фізика. Спочатку зв'язок між медициною і фізикою був тісний, недарма спільні з'їзди дослідників природи і лікарів проходили аж до початку XX століття. І, між іншим, фізику багато в чому створили лікарі, а до досліджень їх часто спонукали питання, які ставила медицина.

Лікарі-мислителі давнини першими замислилися над питанням, що є теплота. Вони знали, що здоров'я людини пов'язане із теплотою його тіла. Великий Гален (II століття н.е.) узвичаїв поняття "температура" і "градус", що стали основоположними для фізики та інших дисциплін. Тож лікарі давнини заклали основи науки про тепло і винайшли перші термометри.

Вільям Гільберт (1544-1603), лейб-медик англійської королеви, вивчав властивості магнітів. Він назвав Землю великим магнітом, довів це експериментально і вигадав модель для опису земного магнетизму.

Томас Юнг, про якого вже згадувалося, був лікарем-практиком, але при цьому зробив великі відкриття в багатьох областях фізики. Він по праву вважається, разом із Френелем, творцем хвильової оптики. До речі, саме Юнг відкрив один із дефектів зору – дальтонізм (нездатність розрізняти червоний та зелений кольори). За іронією долі, це відкриття знесмертило в медицині ім'я не лікаря Юнга, а фізика Дальтона, який виявився першим, у кого виявився цей дефект.

Юліус Роберт Майєр (1814-1878), який зробив величезний внесок у відкриття закону збереження енергії, служив лікарем на голландському кораблі "Ява". Він лікував матросів кровопусканням, яке вважалося тоді засобом від усіх хвороб. З цього приводу навіть гострили, що лікарі випустили більше людської крові, аніж її було пролито на полях битв за всю історію людства. Майєр звернув увагу, що коли корабель знаходиться в тропіках, при кровопусканні венозна кров майже така ж світла, як артеріальна (зазвичай венозна кров темніша). Він припустив, що людський організм, подібно до парової машини, у тропіках, при високій температурі повітря, споживає менше "палива", а тому і "диму" виділяє менше, ось венозна кров і світлішає. Крім того, задумавшись над словами одного штурмана про те, що під час штормів вода в морі нагрівається, Майєр дійшов висновку, що всюди має існувати певне співвідношення між роботою та теплотою. Він висловив положення, які лягли сутнісно в основу закону збереження енергії.

Видатний німецький вчений Герман Гельмгольц (1821-1894), теж лікар, незалежно від Майєра сформулював закон збереження енергії і висловив його в сучасній математичній формі, якою досі користуються всі, хто вивчає та використовує фізику. Крім цього Гельмгольц зробив великі відкриття у галузі електромагнітних явищ, термодинаміки, оптики, акустики, а також у фізіології зору, слуху, нервових та м'язових систем, винайшов ряд важливих приладів. Здобувши медичну освіту і будучи професійним медиком, він намагався застосувати фізику та математику до фізіологічних досліджень. У 50 років професійний лікар став професором фізики, а в 1888 - директором фізико-математичного інституту в Берліні.

Французький лікар Жан-Луї Пуазейль (1799-1869) експериментально вивчав потужність серця як насоса, що гойдає кров, і досліджував закони руху крові у венах та капілярах. Узагальнивши отримані результати, він вивів формулу, що виявилася надзвичайно важливою для фізики. За досягнення перед фізикою його ім'ям названа одиниця динамічної в'язкості - пуаз.

Картина, що показує внесок медицини у розвиток фізики, виглядає досить переконливою, але можна додати ще кілька штрихів. Будь-який автомобіліст чув про карданний вал, що передає обертальний рух під різними кутами, але мало хто знає, що винайшов його італійський лікар Джероламо Кардано (1501-1576). Знаменитий маятник Фуко, що зберігає площину коливань, має ім'я французького вченого Жан-Бернара-Леона Фуко (1819-1868), лікаря за освітою. Знаменитий російський лікар Іван Михайлович Сєченов (1829-1905), ім'я якого носить Московська державна медична академія, займався фізичною хімією і встановив важливий фізико-хімічний закон, що описує зміну розчинності газів у водному середовищі в залежності від присутності в ній електролітів. Цей закон і зараз вивчають студенти, причому не лише у медичних вишах.

"НАМ ФОРМУЛ НЕ ЗРОЗУМІТИ!"

На відміну від лікарів минулого багато сучасних студентів-медиків просто не розуміють, навіщо їм викладають природничо-наукові дисципліни. Згадується одна історія з моєї практики. Напружена тиша, другокурсники факультету фундаментальної медицини МДУ пишуть контрольну. Тема – фотобіологія та її застосування в медицині. Зауважимо, що фотобіологічні підходи, засновані на фізичних та хімічних принципах дії світла на речовину, визнаються зараз найперспективнішими для лікування онкологічних захворювань. Незнання цього розділу, його основ - серйозні збитки в медичній освіті. Питання не надто складні, все в рамках матеріалу лекційних та семінарських занять. Але результат невтішний: майже половина студентів отримали двійки. І для всіх, хто не впорався із завданням, характерно одне - у школі фізику не вчили або вчили абияк. На деяких цей предмет наводить справжнісінький жах. У стопці контрольних робіт мені попався аркуш із віршами. Студентка, яка не змогла відповісти на запитання, у поетичній формі скаржилася, що їй доводиться зубрити не латину (вічне мучення студентів-медиків), а фізику, і наприкінці вигукувала: "Що робити? Адже ми - медики, нам формул не зрозуміти!" Юна поетеса, яка назвала у своїх віршах контрольну "судним днем", випробування фізикою не витримала і зрештою перевелася на гуманітарний факультет.

Коли студенти, майбутні медики, оперують щура, нікому й на думку не спаде запитувати, навіщо це треба, хоча організми людини та щури різняться досить сильно. Навіщо майбутнім лікарям фізика – не так очевидно. Але чи зможе лікар, який не розуміє основних фізичних законів, грамотно працювати зі складним діагностичним обладнанням, яким "напхані" сучасні клініки? До речі, багато студентів, подолавши перші невдачі, починають із захопленням займатися біофізикою. Наприкінці навчального року, коли було вивчено такі теми, як "Молекулярні системи та їх хаотичні стани", "Нові аналітичні принципи рН-метрії", "Фізична природа хімічних перетворень речовин", "Антиоксидантне регулювання процесів перекисного окислення ліпідів", другокурсники написали: "Ми відкривали фундаментальні закони, що визначають основу живого і, можливо, всесвіту. Відкривали їх не на основі умоглядних теоретичних побудов, а в реальному об'єктивному експерименті. Нам було важко, але цікаво". Можливо, серед цих хлопців є майбутні Федорови, Ілізарова, Шумакова.

"Найкращий спосіб вивчити щось - це відкрити самому, - стверджував німецький фізик і письменник Георг Ліхтенберг. - Те, що ви були змушені відкрити самі, залишає у вашому розумі доріжку, якою ви зможете знову скористатися, коли в цьому виникне потреба". Цей найефективніший принцип навчання старий як світ. Він лежить в основі "методу Сократа" і називається принципом активного навчання. Саме на цьому принципі збудовано навчання біофізики на факультеті фундаментальної медицини.

РОЗВИВАЮЧА ФУНДАМЕНТАЛЬНІСТЬ

Фундаментальність для медицини – запорука її сьогоднішньої спроможності та майбутнього розвитку. По-справжньому досягти мети можна, розглядаючи організм як систему систем та йдучи шляхом більш поглибленого її фізико-хімічного осмислення. А як бути з медичною освітою? Відповідь ясна: підвищувати рівень знань студентів у галузі фізики та хімії. 1992 року в МДУ створено факультет фундаментальної медицини. Мета полягала в тому, щоб не тільки повернути в університет медицину, а й, не знижуючи якості лікарської підготовки, різко посилити природничо-наукову базу знань майбутніх лікарів. Таке завдання потребує інтенсивної роботи і викладачів та студентів. Передбачається, що студенти свідомо обирають фундаментальну медицину, а чи не звичайну.

Ще раніше серйозною спробою у цьому напрямі стало створення медико-біологічного факультету у Російському державному медичному університеті. За 30 років роботи факультету підготовлено велику кількість лікарів-фахівців: біофізиків, біохіміків та кібернетиків. Але проблема цього факультету полягає в тому, що досі його випускники могли займатися лише медичними науковими дослідженнями, не маючи права лікувати хворих. Наразі ця проблема вирішується – у РДМУ спільно з Інститутом підвищення кваліфікації лікарів створено навчально-науковий комплекс, який дозволяє студентам старших курсів пройти додаткову лікарську підготовку.

Лікар біологічних наук Ю. ПЕТРЕНКО.

Найчастіше наукові винаходи приємно вражають і вселяють оптимізм. Нижче представлено шість винаходів, які, можливо, знайдуть широке застосування у майбутньому та полегшать життя пацієнтів. Читаємо та дивуємося!

Вирощені кровоносні судини

20 відсотків людей у ​​США вмирають щороку через куріння цигарок. Найчастіше використовувані методи відмовитися від куріння насправді малоефективні. Дослідники Гарвардського університету виявили під час дослідження, що нікотинові жувальні гумки та пластирі слабко допомагають завзятим курцям із вартою кинути палити.

Нікотинові жувальні гумки та пластирі слабо допомагають завзятим курцям із вартою кинути палити.

Компанія Chrono Therapeutics, розташована в Hayward, штат Каліфорнія, США запропонувала пристрій, який поєднує в собі технології смартфона і гаджета. За своєю дією це схоже на пластир, але його ефективність збільшена у багато разів. Курці носять на зап'ясті невеликий електронний пристрій, який зрідка, але тоді, коли це максимально необхідно для курця зі стажем, постачає нікотин в організм. Вранці після пробудження та після їжі девайс відстежує "пікові" для курця моменти, коли наростає потреба в нікотині, і одразу реагує на це. Так як нікотин може заважати сну, пристрій вимикається, коли людина засинає.

Електронний гаджет з'єднується з програмою в смартфоні. Смартфон використовує методи гейміфікації (ігрові підходи, які широко поширені в комп'ютерних іграх, для неігрових процесів), щоб допомогти користувачам відстежувати покращення здоров'я після відмови від цигарок, підказувати на кожному новому етапі, . Також користувачі допомагають один одному боротися зі шкідливою звичкою, об'єднавшись у особливу мережу та обмінюючись перевіреними рекомендаціями. Компанія Chrono планує дослідити гаджет додатково цього року. Вчені сподіваються, що продукт з'явиться на ринку через півтора року.

Нейромодуляція в лікуванні артриту та хвороби Крона

Штучне управління активністю нервів (нейромодуляція) допоможе виліковувати такі важкі захворювання, як ревматоїдний артрит і хвороба Крона. Компанія, розташована у Валенсії, штат Каліфорнія (США), використовує у своїй роботі відкриття нейрохірурга Кевіна Дж Трейсі. Він стверджує, що блукаючий нерв тіла допомагає зменшити запалення. Крім того, до винаходу гаджета підштовхнули дослідження, що доводять, що у людей із запальними процесами спостерігається низька активність блукаючого нерва.

Компанія SetPoint Medical розробляє пристрій, що використовує електричну стимуляцію для лікування запальних захворювань, як і . Перші випробування на добровольцях винаходу SETPOINT розпочнуться протягом найближчих 6-9 місяців, каже глава компанії Ентоні Арнольд.

Вчені сподіваються, що пристрій зменшить потребу в лікарських препаратах, які мають побічні ефекти. "Це для імунної системи", каже голова компанії.

Чіп допоможе рухатися при паралічі

Дослідники в Огайо прагнуть допомогти паралізованим людям рухати руками та ногами за допомогою комп'ютерного чіпа. Він підключає мозок до м'язів. Пристрій під назвою NeuroLife вже допоміг 24-річній молодій людині з діагнозом квадриплегія (чотирьох кінцівок) рухати рукою. Завдяки винаходу пацієнт зміг затиснути в руці кредитну картку і провести нею по пристрою, що зчитує. Окрім цього, тепер молода людина може похвалитися грою на гітарі у відеогрі.

Пристрій під назвою NeuroLife допоміг чоловікові з діагнозом квадриплегія (параліч 4х кінцівок) рухати рукою. Пацієнт зміг затиснути в руці кредитну картку і провести нею по зчитувальному пристрої. Він може похвалитися грою на гітарі у відеогрі.

Чіп передає сигнали мозку до програмного забезпечення, яке розпізнає, які рухи людина хоче здійснити. Програма перекодує сигнали перед надсиланням їх по дротах в одязі з електродами ().

Девайс розробляється дослідниками в Battelle, некомерційній дослідницькій організації та в Університеті штату Огайо, США. Найскладнішим завданням була розробка програмних алгоритмів, які розшифровують наміри пацієнта через сигнали мозку. Потім сигнали перетворюються на електричні імпульси, і руки пацієнтів починають рухатися, каже Херб Бреслер, старший керівник із досліджень Battelle.

Роботи-хірурги

Хірургічний робот із крихітним механічним зап'ястям може робити мікророзрізи тканин.

Дослідники з Університету Вандербільта прагнуть запровадити у сферу медицини мінімально інвазивну хірургію за допомогою робота. Він має крихітну механічну руку для мінімального розрізання тканини.

Робот складається з руки, виготовленої із крихітних концентричних трубок, із механічним зап'ястям на кінці. Товщина зап'ястя менше 2 мм і може повертатися на 90 градусів.

В останнє десятиліття все частіше використовуються роботи-хірурги. Особливість лапароскопії полягає в тому, що розрізи всього від 5 до 10 мм. Такі крихітні розрізи в порівнянні з традиційною хірургією дозволяють тканинам набагато швидше прискорити відновлення і роблять загоєння куди менш болючим. Але це не межа! Розерзи можуть бути ще наполовину меншими. Лікар Роберт Вебстер сподівається, що його технологія широко застосовуватиметься в голкоскопічній (мікролапароскопічній) хірургії, де потрібні розрізи менше 3-х мм.

Скринінг раку

Найважливіше в лікуванні раку – рання діагностика захворювання. На жаль, багато пухлин залишаються непоміченими до тих пір, поки не стане занадто пізно. Вадим Бекман, біомедичний інженер та професор Північно-Західного університету, працює над ранньою діагностикою раку за допомогою неінвазивного діагностичного тесту.

Рак легень важко виявити на ранній стадії без дорогих рентгенівських знімків. Такий вид діагностики може бути небезпечним для пацієнтів із низьким рівнем ризику. А ось для тесту Бекмана, який вказує на те, що почав розвиватися рак легенів, не потрібне ні опромінення, ні отримання вибороження легень, ні визначення онкомаркерів, які далеко не завжди є достовірними. Достатньо взяти зразки клітин... зсередини щоки пацієнта. Тест виявляє зміни у клітинній структурі, використовуючи світло для вимірювання змін.

Спеціальний мікроскоп, розроблений лабораторією Бекмана, дозволяє зробити обстеження доступним (близько 100 доларів) та швидким. Якщо результат тесту виявиться позитивним, пацієнту буде рекомендовано продовжувати подальше обстеження. Компанія Preora Diagnostics, співзасновник Бекмана, сподівається представити свій перший скринінг-тест раку легенів на ринку у 2017 році.

У 21 столітті вчені щороку дивують разючими відкриттями, в які важко віриться. Нанороботи, здатні вбивати ракові клітини, перетворення карих очей на блакитні, зміна кольору шкіри, 3D принтер, що друкує тканини тіла (це дуже знадобиться для вирішення проблем) — далеко не повний перелік новин зі світу медицини. Що ж, чекаємо з нетерпінням нових винаходів!

Найважливіші відкриття в історії медицини

1. Анатомія людини (1538)

Андреас Везалій аналізує людські тіла на основі розтинів, викладає докладні відомості про людську анатомію та спростовує різні тлумачення з цієї теми. Везалій вважає, що розуміння анатомії має вирішальне значення щодо операцій, тому він аналізує людські трупи (що незвично на той час).

Його анатомічні схеми кровоносної та нервової систем, написані як зразок для допомоги своїм учням, копіюються так часто, що він змушений опублікувати їх, щоб захистити їхню справжність. В 1543 він публікує роботу De Humani Corporis Fabrica, яка послужила початком народження науки - анатомії.

2. Кровообіг (1628)

Вільям Харві виявляє, що кров циркулює організмом і називає серце як орган, відповідальний за кровообіг крові. Його новаторські роботи, анатомічний нарис про роботу серця та циркуляцію крові у тварин, опублікований у 1628 році, склав основу для сучасної фізіології.

3. Групи крові (1902)

Капрл Ландштейнер

Австрійський біолог Карл Ландштейнер та його група виявляє чотири групи крові у людини та розробляє систему класифікації. Знання різних типів крові має вирішальне значення для виконання безпечного переливання крові, що є нині звичайною практикою.

4. Анестезія (1842-1846)

Деякі вчені виявили, що певні хімічні речовини можуть бути використані як анестезія, що дозволяє виконувати операції без болю. Перші експерименти з анестетиками - закисом азоту (звеселяючий газ) та сірчаного ефіру – почали використовуватися в 19 столітті в основному стоматологами.

5. Рентгенівські промені (1895)

Вільгельм Рентген випадково виявляє рентгенівське проміння, проводячи експерименти з випромінюванням катодних променів (викид електронів). Він зауважує, що промені здатні проникати через непрозорий чорний папір, обгорнутий навколо електронно-променевої трубки. Це призводить до свічення кольорів, розташованих на сусідньому столику. Його відкриття стало революцією в галузі фізики та медицини, що принесло йому першу в історії Нобелівську премію з фізики в 1901 році.

6. Теорія мікробів (1800)

Французький хімік Луї Пастер вважає, що деякі мікроби є хвороботворними агентами. У той же час походження таких захворювань, як холера, сибірка і сказ залишається загадкою. Пастер формулює мікробну теорію, припускаючи, що ці захворювання та багато інших викликано відповідними бактеріями. Пастера називають "батьком бактеріології", тому що його робота стала напередодні нових наукових досліджень.

7. Вітаміни (на початку 1900-х років)

Фредерік Хопкінс та інші виявили, що деякі захворювання, викликані нестачею певних поживних речовин, які пізніше отримали назву вітамінів. В експериментах з харчуванням над лабораторними тваринами Хопкінс доводить, що ці "чинники аксесуари харчування" мають важливе значення для здоров'я.

Освіта – одне з основ розвитку людства. Тільки завдяки тому, що з покоління в покоління людство передавало свої емпіричні знання, зараз ми можемо користуватися благами цивілізації, жити у певному достатку і без знищуючих расових та племінних воєн за доступ до ресурсів існування.
Освіта проникла й у сферу Інтернету. Один із освітніх проектів отримав назву – Отрок.

=============================================================================

8. Пеніцилін (1920-1930-і роки)

Олександр Флемінг відкрив пеніцилін. Говард Флорі та Ернст Борис виділили його у чистому вигляді, створивши антибіотик.

Відкриття Флемінга сталося зовсім випадково, він зауважив, що пліснява вбила бактерії певного зразка в чашці Петрі, яка просто валялася в раковині лабораторії. Флемінг виділяє зразок і називає його Penicillium нотатум. У наступних експериментах Горвард Флорі та Ернст Борис підтвердили лікування пеніциліном мишей з бактеріальними інфекціями.

9. Сірковмісні препарати (1930)

Герхард Домагк виявляє, що пронтозила, оранжево-червоний барвник, ефективний для лікування інфекцій, спричинених бактеріями загального стрептокока. Це відкриття відкриває шлях до синтезу хіміотерапевтичних препаратів (або "чудо-ліки") та виробництва сульфаніламідних препаратів, зокрема.

10. Вакцинація (1796)

Едвард Дженнер, англійський лікар, проводить першу вакцинацію проти віспи, визначивши те, що щеплення коров'ячої віспи забезпечує імунітет. Дженнер сформулював свою теорію після того, як зауважив, що пацієнти, які працюють з великою рогатою худобою і вступали в контакт з коровою, не захворіли на віспу під час епідемії в 1788 році.

11. Інсулін (1920)

Фредерік Бантінг та його колеги виявили гормон інсулін, який допомагає збалансувати рівень цукру в крові у хворих на цукровий діабет та дозволяє їм жити нормальним життям. До відкриття інсуліну, врятувати хворих на діабет було неможливо.

12. Відкриття онкогенів (1975)

13. Відкриття людського ретровірусу ВІЛ (1980)

Вчені Роберт Галло і Люк Монтаньє окремо один від одного відкрили новий ретровірус, названий пізніше ВІЛ (вірус імунодефіциту людини), і класифікували його як збудник СНІДу (синдром набутого імунодефіциту).