Wpływ odkryć naukowych z dziedziny fizyki na rozwój medycyny, techniki, ekologii.

Wpływ odkryć naukowych z dziedziny fizyki na rozwój medycyny, techniki, ekologii.


Badaczem jest technik analizujący próbki krwi w laboratorium, astronom zastanawiający się nad pochodzeniem Wszechświata, botanik zbierający okazy rzadkich roślin oraz chemik próbujący otrzymać nową przyprawę do potraw. Wspólną ich cechą jest chęć odkrycia czegoś nowego w otaczającym nas świecie lub znalezienie sposobu poprawienia warunków naszego życia. I dlatego właśnie odkrycia naukowe w dziedzinie fizyki , które wypisane są poniżej wpływają na rozwój naszej cywilizacji oraz codziennego życia.

Postęp wiedzy medycznej prowadzi do likwidacji wielu groźnych chorób,przedłużenia czasu życia ludzi i stałego wzrostu liczby ludności na świecie. Badania genów i procesów biologicznych doprowadziły do odkrycia DNA. Rozpoczęła się era klonowania gatunków. Wynalezienie akceleratorów wykorzystywane jest m.in. w terapii nowotworowej.Największym przełomem naukowym były badania nad właściwościami komórek macierzystych, czyli komórek, które potrafią przekształcać się w komórki innych tkanek. W przyszłości lekarze dzięki temu spróbują wykorzystać komórki macierzyste w leczeniu wielu chorób - oczywiście pod warunkiem, że naukowcom uda się opracować skuteczne metody izolowania takich komórek z organizmu ludzkiego i sterowania ich dalszym rozwojem. Nowe komórki nerwowe przydałyby się ludziom cierpiącym na chorobę Alzheimera, stwardnienie rozsiane i urazowe uszkodzenia rdzenia kręgowego; pacjenci chorujący na dystrofię mięśniową Duchenne-a mogliby otrzymać komórki zmieniające się we włókna mięśniowe, a osobom z uszkodzoną wątrobą pomógłby zastrzyk komórek zdolnych do przekształcenia się w hepatocyty. Kolejnym zadaniem dla naukowców będzie opracowanie metod sztucznej hodowli narządów nadających się do przeszczepów. Może za kilkadziesiąt lat lekarze będą w laboratoriach produkowali zastępcze serca, nerki i kończyny?... Inne, ważne odkrycia w dziedzinie medycyny,które zasługują na szczególną uwagę to:poznanie sekwencji ludzkiego chromosomu 22 i części genomu zarodźca malarii; określenie przestrzennej struktury rybosomu; potwierdzenie roli receptorów NMDA w procesach zapamiętywania u zwierząt oraz odnalezienie pośrednich dowodów na istnienie bardzo starych komórek eukariotycznych.

O rozwoju techniki świadczy wiele faktów uznanych za cuda techniczne XXw. W początku wieku do takich zaliczano Kanał Panamski, w okresie międzywojennym za taką budowlę uznawano zaporę Hoovera,która napędzała elektrownię oraz nawadniała pustynię. Za największą inwestycję uważana jest budowa Zapory Trzech Przełomów na rzece Jangcy W Chinach.. W rozdziale „Japonia wobec przełomu”opisano osiągnięcia techniki japońskiej:Tunel Sei pod wodą,zabezpieczający podróż niezależnie od pogody i stanu oceanu, oraz sztuczną wyspę z lotniskiem Kensai,pasami startowymi. W roku 1994 powstały 3 równoległe tunele w celu zbudowania głównej linii zabezpieczającej , i tak powstał 50km., z czego 36km. Znajduje się pod wodą -Tunel La Manche łączący Wlk.Brytanię z Francją. Budowano również wspaniałe linie kolejowe.Japończycy oddali do użytku linię kolejową długości 515km. łączącą Tokio z Osaką, po której pociągi mkną z szybkością 600km. na godzinę... Lata 1939-1945 charakteryzują się istotnym rozwojem elektroniki w związku z potrzebami wojennymi. Szczególnie intensywnie rozwija się technika mikrofalowa (urządzenia radarowe). Duży postęp obserwuje się w radiotechnice, telemechanice, telesterowaniu (zdalnym przekazywaniu sygnałów sterujących) i telemetrii (zdalnym przekazywaniu sygnałów pomiarowych). Postęp ten nie byłby możliwy bez wykorzystania osiągnięć elektroniki. Bodźcem był między innymi rozwój lotnictwa i techniki rakietowej (pociski samo sterujące). W tym czasie prowadzone są intensywne prace nad miniaturyzacją i poprawą niezawodności urządzeń elektronicznych. Konstruuje się więc lampy i elementy miniaturowe, później subminiaturowe, pozwalające na większe „upakowanie" oraz elementy o zwiększonej trwałości...Wojna między Stanami Zjednoczonymi i ZSRR o prymat na świecie wymagała nowych rodzajów broni, w związku z czym przyspieszono badania w tych dziedzinach. Już w 1949r. skonstruowano bombę, następnie superbombę i broń termojądrową. Wykorzystanie radia do nadawania tajnych informacji wpłynęło na rozwój radio techniki i maszyn liczących(bez szybkiego przeliczania danych trudno było myśleć o rozwoju fizyki). Po drugiej wojnie światowej zastosowanie elektroniki znacznie się rozszerza w związku z rozwojem telewizji i elektroniki przemysłowej oraz powstaniem nowych dziedzin techniki, ściśle z nią związanych, np. informatyki. I tak w 1935r.Alan Turing opracował teoretyczny model uniwersalnej maszyny cyfrowej,w czasie wojny stworzył pierwsze maszyny liczące;następnie przekształcono je w komputery cyfrowe. Komputeryzacja miała w procesach badawczych znaczenie kolosalne.Komputer jest maszyną myślącą niezbędną do pracy,gromadzi dane,przetwarza i przesyła informacje. Bardzo ważną rolę we współczesnym świecie spełnia także internet-globalna sieć komputerowa. Rozwój badań naukowych pozwolił skonstruować sondy i pojazdy kosmiczne, i tak w roku 1957 wystrzelił w przestrzeń kosmiczną pierwszy statek-Sputnik,który okrążył Ziemię w czasie 95min. 12.04.1961r.nastąpił historyczny lot Jurija Gagarina, który pierwszy obleciał Ziemię.Amerykanie zasłynęli jako konstruktorzy samolotów.Ogromne znaczenie miał program kosmiczny Apollo 11,którym podjęto wyprawę na Księżyc.

Badając organizmy żywe możemy stwierdzić, w jakim stopniu powietrze czy woda są zanieczyszczone, wiemy,że ok.15-50km. nad powierzchnią Ziemi znajduje się warstwa ozonu.Dowiadujemy się o efekcie cieplarnianym oraz kwaśnych deszczach.Dzięki czemu potrafimy działać w kierunku ochrony przyrody poprzez zakładanie filtrów na kominy, tworzenie oczyszczalni ścieków bądź zabezpieczanie własnego zdrowia choćby poprzez zakładanie okularów przeciwsłonecznych itp. Poznajemy również metody hodowania lub przechowywania żywności . Niektóre artykuły spożywcze są konserwowane przez poddawanie ich działaniu promieni gamma. Przedłuża to znacznie przydatność do spożycia, gdyż opóźnia procesy rozkładu. Produkowane są urządzenia codziennego użytku mniej zagrażające naturze.Np.: w kuchenkach mikrofalowych częstotliwość mikrofal jest tak dobrana, aby były one pochłaniane przez wodę. Fala elektromagnetyczna zmusza cząsteczki wody, będące dipolami, do wykonywania bardzo szybkich drgań, przez co wzrasta energia wewnętrzna wody, a co za tym idzie jej temperatura. Woda zawarta jest praktycznie we wszystkim, co można zjeść, tak więc potrawy nie trzeba zanurzać w wodzie, aby ją w ten sposób podgrzać. Mikrofale w kuchence są wytwarzane w urządzeniu zwanym magnetronem i za pomocą specjalnego falowodu, w postaci blaszanej rury, doprowadzone do komory roboczej kuchenki. Wszystkie wewnętrzne ściany kuchenki wykonane są z metalu, dzięki czemu fale odbijają się od nich, trafiając w końcu na potrawę, która ją pochłania. Mikrofale są w stanie wniknąć w potrawę na głębokość 5 cm, tak więc głębiej położone warstwy ogrzewają się drogą przewodnictwa cieplnego. Naczynie Dewara (diuar) jest to naczynie gwarantujące dobrą izolację cieplną. Służy ono do przechowywania substancji o temperaturach różniących się od temperatury otoczenia. Jest to naczynie szklane lub metalowe, o podwójnych ściankach, pomiędzy którymi wypompowane zostało powietrze aby utrudnić przepływ ciepła przez przewodnictwo i przez konwekcję. Powierzchnie wewnętrzne ścianek diuarów są posrebrzone, aby zredukować przepływ energii także w postaci promieniowania. Naczynia Dewara stosuje się w gospodarstwie domowym (termosy), przemyśle i laboratoriach naukowych (do przechowywania skroplonych gazów).

Dzięki odkryciom fizyków w różnych dziedzinach nastąpił rozwój cywilizacji. Ze wzrostem skali integracji, przy jednoczesnym zwiększaniu szybkości działania układów, zmniejszaniu poboru mocy i coraz niższych cenach, następuje radykalna poprawa parametrów sprzętu elektronicznego . Oprócz tradycyjnych zastosowań, coraz powszechniej wykorzystuje się je w urządzeniach gospodarstwa domowego i powszechnego użytku np.: motoryzacja, elektroakustyka, pralki, kuchnie, roboty kuchenne, maszyny do szycia, zegarki, aparaty fotograficzne, kalkulatory, zabawki, gry elektroniczne itd.Rozwój techniki pozwolił szczegółowo zbadać Ziemię i oceany oraz poszerzyć tymczasową wiedzę o wszechświecie.Coraz większa była wiedza o człowieku,zarówno w aspekcie biologicznym, jak i psychospołecznym. Umożliwiły one łatwiejsze i wygodniejsze życie ludzi,gdyż „maszyny produkują więcej i szybciej niż ludzie”. Możliwe,iż dzięki odkryciom w medycynie będziemy potrafili wyleczyć coraz więcej chorób i walczyć z epidemiami, a dzięki rozwojowi w technice i komunikacji,jak zostało zapowiedziane”koleje przyszłości będą się poruszać po poduszce magnetycznej, z min.prędkoscią 552km./godz.”, co pozwoliłoby na szybszy rodzaj transportu oraz lepszą ochronę przyrody.