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

Naukowiec to technik badający pobraną krew w laboratorium, obserwator gwiazd szukający odpowiedzi na pytanie jak powstał Wszechświat, botanik kolekcjonujący niespotykane okazy roślin oraz chemik usiłujący znaleźć przepis na nieznaną jeszcze przyprawę do dań. Tym co ich wszystkich łączy jest pragnienie znalezienia rzeczy nowych lub wyszukanie recepty na polepszenie naszej sytuacji materialnej. Z tego powodu odkrycia naukowe z działu fizyki, wymienione w dalszej części tekstu, mają znaczny wpływ na ewolucję naszej kultury oraz życia.

Rozwój nauk medycznych przyczynia się do eliminowania groźnych chorób, dłuższego życia i stabilnego zwiększania się ilości ludzi na świecie. Analiza genów i procesów biologicznych przyczyniły się do poznania struktury DNA. Przyszedł czas na klonowanie gatunków. Odkrycie akceleratorów znalazło zastosowanie przede wszystkim w terapii nowotworowej. Rewolucyjną okazała się obserwacja cech własnych komórek macierzystych tzn. komórek, posiadających zdolność do przeobrażania się w komórki innych tkanek. Lekarze posiadający tą wiedzę, będą starali się zastosować komórki macierzyste w leczeniu niemałej ilości chorób, jeśli tylko badacze znajdą skuteczne sposoby izolowania tychże komórek z ciała ludzkiego i kierowania ich ewolucją. Chorzy cierpiący na Alzheimera, stwardnienie rozsiane i uraz owe uszkodzenie rdzenia kręgowego potrzebują nowych komórek nerwowych. Dla ludzi dotkniętych dystrofią mięśniową Duchenne-a szansą byłyby komórki przeobrażające się we włókna mięśniowe, zaś dla tych z "awarią" wątroby ratunkiem mógłby być zastrzyk komórek potrafiących zmieniać się w hepatocyty. Innym wyzwaniem dla naukowców jest stworzenie nienaturalnych hodowli organów, które można byłoby użyć do przeszczepów. Jest szansa, że za jakiś czas lekarze będą wytwarzali zamienne serca, nerki, kończyny…? Należy zwrócić uwagę na inne odkrycia medycyny jak: odkrycie sekwencji chromosomu 22 u ludzi i kawałka genomu zarodka malarii; przedstawienie budowy rybosomu; zatwierdzenie zasług receptorów NMDA uczestniczących w zachowywaniu informacji w pamięci, a także odszukania faktów wskazujących na istnienie starodawnych komórek eukariotycznych.

Świadectwem postępu techniki są dowody przyjęte jako fenomeny techniczne XX w. Śmiało możemy tu wymienić Kanał Panamski z początku tegoż wieku, zaporę Hoovera z czasu pomiędzy I a II wojną światową będący siłą napędową elektrowni i "rzeką" dla pustyni. Głównym przedsięwzięciem było powstanie zapory Trzech Przełomów na rzece Jangcy w Chinach. Rozdział: "Japonia wobec przełomu" przedstawia efekty techniki japońskiej do których zaliczamy: podwodny Tunel Sei, oferujący bezpieczeństwo w każdą pogodę i sytuacje na oceanie, a także lotnisko Kensai wybudowane na sztucznej wyspie. Skonstruowany w 1994 roku tunel La Manche łączący Wielką Brytanie z Francją, o długości 50 km (36 km pod wodą), stanowi jeden z trzech tuneli tworzących najważniejszą linie chroniącą. Koleje japońskie ,których długość wynosi aż 515 km, potrafią przetransportować pasażerów z Tokio do Osaki niemal błyskawicznie, gdyż pociągi rozwijają tu prędkość do 600km/h. Znaczny postęp w dziedzinie elektroniki nastąpił w latach 1939-1945, a był związany z trwającą wojną, która to wymuszała powstawanie coraz to nowszych i lepszych broni. Ponad wszystko zaznaczył się rozwój techniki mikrofalowej czyli urządzeń radarowych, alei w radiotechnice, telesterowaniu i telemetrii. Jednakże rozkwit tych działów był możliwy tylko za sprawą sukcesów jakie odniosła elektronika. Rozwój lotnictwa i techniki rakietowej stały się do tego sygnałem. W dodatku cały czas odbywają się działania mające na celu stworzenie modeli oraz ulepszenie dotychczasowych urządzeń elektronicznych. W związku z tym powstają lampy, miniaturowe fragmenty, z czasem i subminiaturowe, które dają większą możliwość upakowania no i są bardziej wytrzymałe. Maszyną napędową do podjęcia badań w tych dziedzinach, stał się konflikt między USA ,a ZSRR o władzę w świecie, który ciągnął za sobą potrzeby tworzenia nowatorskich rodzajów broni. Rok 1949 uważa się za czas wynalezienia bomby, potem superbomby i broni termojądrowej.

Postęp w radiotechnice i w urządzeniach błyskawicznie przeliczających informacje tzw. maszyn liczących, nastąpiło wraz z zapotrzebowaniem na tajne przekazywanie wiadomości drogą radiową. Równolegle z zakończeniem drugiej wojny światowej nadszedł kolejny "skok" w użyteczności elektroniki, co znajduje wytłumaczenie w zachodzącej telewizyjnej i przemysłowej ewolucji, a także w nowatorskich "gałęziach" techniki całkowicie jej oddanych takich jak informatyka. Hipotetyczny, ale ogólnodostępny model maszyny cyfrowej wchodzi w życie w 1935 roku za sprawą Alana Turinga, tego samego, który jeszcze w czasie wojny, skonstruował pierwsze maszyny liczące, zamienione później na komputery cyfrowe. Jak się można łatwo domyśleć, wynalezienie komputera dokonało "przewrotu" w badaniach naukowych, gdyż zakres jego działania był i jest bardzo szeroki- gromadzenie, przetwarzanie , przesyłanie informacji, a w dodatku samoistne myślenie tylko ułatwiają prace. Dzięki niemu możemy nazywać się członkami ogólnoświatowej sieci komputerowej jaką jest Internet.

Nie minęło zbyt wiele czasu, a sukcesy badań naukowych sięgnęły w kosmos, a to za sprawą sond i pojazdów "wirujących" w przestrzeni pozaziemskiej. Już w 1957 roku statek Sputnik, uznawany za prekursora wypraw kosmicznych, okrążył naszą planetę w 95 minut, a tą sama tylko 4 lata później, 12 kwietnia, obleciał Jurij Gagarin, przechodząc tym samym do historii. Należy wspomnieć także o misji Apollo 11,wysłanej przez Amerykanów na wyprawę badającą Księżyc, niemniej ważnej.

Obserwacja organizmów żyjących na Ziemi, dostarcza nam informacji jak bardzo zanieczyszczone są powietrze i woda. Mamy pewność, że w odległości ok. 15-50 km od powierzchni Ziemi, jest warstwa ozonu, słyszeliśmy o efekcie cieplarnianym czy kwaśnych deszczach. Te wszystkie dane są przez nas wykorzystywane w celu zapobiegania dewastacji przyrody, a objawia się to poprzez zakładanie filtrów na kominy, budowę oczyszczalni ścieków, czy noszenia okularów przeciwsłonecznych, chroniących nas samych.

Jesteśmy w stanie wymienić rożne sposoby uprawy czy magazynowania jedzenia. Wiadome jest , że część rzeczy które spożywamy, ulega konserwacji przez działanie na nie promieniami gamma, chroniących przed

nieuniknionym rozkładem równoznacznym z dłuższą datą ważności. Aby możliwie jak najmocniej ratować przyrodę, fabryki starają się wytwarzać sprzęty gospodarstwa domowego, które mniej szkodzą, jak np. mikrofale w kuchence neutralizowane przez wodę. Mechanizm działania tego procesu opiera się na budowie cząsteczki wody czyli dipolu, w której to wymuszenie przez falę elektromagnetyczną szybkich drgań, powoduje wewnętrzny wzrost energii wody równoznaczny z podwyższeniem temperatury. Większość rzeczy przez nas spożywanych zawiera wodę, więc dzięki temu podgrzewanie ich jest ułatwione i nie wymaga wcześniejszego "namoczenia". Źródłem mikrofal w kuchence jest magnetron, który łączy się z komorą roboczą za pomocą blaszanej rury zwanej falowodem. Aby umieszczona w kuchence potrawa podgrzała się, fale muszą w nią "uderzyć", co jest możliwe przez odbicie się ich od wewnętrznych, wykonanych z metalu, ścian urządzenia.

Kiedy to nastąpi jedzenie pochłania falę, która przechodzi przez nie na grubość pięciu centymetrów, powodując przy okazji podgrzanie partii dalszych za pomocą przewodnictwa cieplnego.

Urządzeniem służącym do przechowywania substancji jest naczynie Dewara potocznie nazywane diuarem, które wykorzystuje różnice w temperaturze przechowywanych produktów, a otoczeniem., zapewniając tym samym wspaniałą izolacje cieplną. Składa się ono z dwóch ścianek, pomiędzy którymi stworzono próżnię uniemożliwiającą wymianę ciepła drogą przewodnictwa czy konwekcji. Diuar wykonany jest z metalu lub szkła, z wyłączeniem posrebrzanych ścianek wewnętrznych, których zadaniem jest eliminowanie jeszcze jednej drogi przepływu energii, a mianowicie promieniowania. Naczynia te, są przez nas szeroko stosowane w życiu codziennym jak np. termosy, a także w przemyśle i w laboratorium, jako magazyn dla skroplonych gazów.

Jak wynika z wymienionych wcześniej przykładów, ogromny postęp cywilizacji był możliwy dzięki sukcesom dziedziny nauki zwanej fizyką. Możliwym stało się ulepszenie parametrów sprzętu elektronicznego, rozwój skali integracji jednoczesny z szybszym działaniem układów, spadkiem poboru mocy oraz obniżeniem cen. Odkrycia fizyków rozszerzają się i na zwykłe życie ludzi, dla których pralka, kuchnia, robot kuchenny, maszyna do szycia, zegarek, aparat fotograficzny, kalkulator, zabawka czy gra elektroniczna jest pomocą czy rozrywką. Bliższe poznanie Ziemi, oceanów czy Wszechświata, stało się możliwe dzięki odkryciom techniki, które przyniosły także więcej informacji o naturze biologicznej i psychospołecznej człowieka. Za ich sprawą polepszyło się życie wielu społeczności, bo jak wiadomo maszyna potrafi zrobić dużo w krótkim czasie. Odkrycia fizyków dały nadzieje na walkę z chorobami i epidemiami, umożliwiły rozwój komunikacji, a ogłoszenie, że w przyszłości zamiast po torach pociągi będą biegły po magnetycznych poduszkach z prędkością minimalną 552km/h daje szansę na skrócenie czasu podróży i zmniejszenie dewastacji przyrody.