5 najpiękniejszych naukowych demonstracji wszechczasów

Jeśli piękno znajduje się w oku patrzącego, można śmiało powiedzieć, że opinia publiczna sprawiła, że ​​nauka stała się prosta. Nagromadzenie danych w kontrolowanych sytuacjach nie jest przecież pięknością. Ale eksperyment może być piękny, zwłaszcza gdy przekształca się w demonstrację. Jest coś, co można powiedzieć, by oglądać prawdę.

W książce Franka Wilczera Znalezienie głębokiego projektu natury laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki twierdzi, że nauka dowodzi, że świat „ucieleśnia piękne idee”, umieszczając naturę w „kontekście kosmologii duchowej”. Ale niezależnie od tego, czy piękno leżące u podstaw nauki naprawdę dowodzi niczego duchowego, to niezaprzeczalne, że naukowcy potrafią układać swoje instrumenty w sposób, który wydaje się głęboki.

Oto siedem z tych ustawień, z których każdy jest tak piękny, jak idealnie skalibrowany.

Wahadło Foucaulta

W 1851 roku francuski fizyk Leon Foucault udał się do paryskiego Panteonu i zawiesił z kopuły wahadło o długości 67 metrów i 28 kilogramach. Wprawiając go w ruch, Foucault przedstawił zwodniczo prostą demonstrację tego, jak Ziemia porusza się - obracając się i obracając w prawo.

Dzisiaj wahadła Foucaulta można znaleźć na całym świecie, ale tylko na biegunach Ziemi, gdzie wahadło obraca się w stałym stosunku do gwiazd, podczas gdy planeta obraca się poniżej. W każdym innym miejscu płaszczyzna wahadła porusza się względem ramy bezwładności Ziemi. Wahadło Foucaulta ilustruje fakt, że każdy punkt wszechświata znajduje się w stałym punkcie. Jeśli wieszacie wahadło i uważacie, że nic nie wpływa na jego ruch inny niż grawitacja, możecie zobaczyć dowody rotacji Ziemi popychane przez siłę Coriolisa, tę samą siłę, która jest odpowiedzialna za wzorce pogodowe i prądy oceaniczne.

Tęcza

Dokładniej, światło świeciło przez szklany pryzmat, tworząc tęczę. Lub alternatywnie kalejdoskop. Obie te sytuacje ilustrują naukową zasadę, że światło białe jest kombinacją wszystkich widocznych kolorów tęczy.

Sir Isaac Newton oświadczył, że „samo światło jest heterogeniczną mieszaniną różnie promiennych promieni” podczas eksperymentów pryzmatycznych z końca 1600 roku. Podczas gdy Anglia została splądrowana przez Plagę, Newton eksperymentował z załamaniem światła i rozproszeniem, ustawiając szklany pryzmat przed wiązką światła, wystrzelony przez otwór w cieniu okna. Jego zestaw eksperymentów z pryzmatami doprowadził do odkrycia spektrum kolorów uzyskanego przez naturę i integralnego momentu w nauce optyki.

Muzyka sfer

Starożytny grecki filozof Pitagoras miał obsesję na punkcie matematyki - tak obsesyjny, że faktycznie uformował Zakon Pitagorejczyków, który w istocie był kultem poświęconym matematyce i jej związkowi z Ziemią. Jednym z powodów, dla których matematyka była tak piękna, wierzyła Pitagoras, było to, że można ją połączyć z harmonią wytwarzaną przez instrument: była ona w swej istocie podstawą muzyki.

Eksperymentując z instrumentami strunowymi, Pitagoras ustalił, co jest uważane za jedno z pierwszych jakościowych praw Natury: że harmonia tonów jest związana z ukrytymi relacjami w liczbach. Odkrył, że struny brzmiące w pewnych odstępach czasu mogą być wyrażone jako stosunek liczb całkowitych - proces, który również obejmuje koncepcje fizyki częstotliwości, konsonansu i dysonansu.

Podwójna spirala

Podwójna helisa jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych obrazów w nauce i nie bez powodu: odkrycie kształtu molekularnego dwuniciowego DNA doprowadziło do rewolucyjnych spostrzeżeń dotyczących kodu genetycznego i syntezy białek. Po raz pierwszy zilustrowana w 1954 r. Przez Odile Crick i opublikowana na jednej stronie „A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid”, podwójna helisa ustąpiła miejsca pierwszemu zrozumieniu, w jaki sposób geny kontrolują proces chemiczny w komórkach.

Francis Crick i James Watson, czerpiąc z pracy Rosalind Franklin, zawracali sobie głowę tekturowymi wycięciami molekuł, aż do momentu, gdy zrozumienie uderzyło w nici DNA, które łączą się i wiją razem, każdy z kręgosłupem dezoksyrybozy i grup fosforanowych, gdy są przymocowane do podstawy każdej pary jest jedną z czterech zasad: adenina, cytozyna, guanina lub tymina.Byli oszołomieni tym, jak jednocześnie złożona i prosta wydaje się być struktura.

Krystalizacja

Kryształy są prawdopodobnie najładniejszym przykładem dwóch naturalnych procesów sklasyfikowanych przez naukę - wiązanie jonowe i kowalencyjne. Wróćmy jednak do tego, czym naprawdę jest kryształ: jakimkolwiek stałym materiałem, w którym atomy składowe są ułożone w określony sposób. Powierzchnia kryształu odzwierciedla wewnętrzną symetrię materiału, powodując bulwiasty, musujący wygląd kryształów. Materiał staje się krystaliczny, gdy jego atomy są połączone przez wiązanie jonowe lub kowalencyjne, a komórki elementarne kryształu łączą się ze sobą, tworząc widoczne kształty. Młodzi naukowcy mogą kupić dowód w sklepach z zabawkami.

Tylko kilka kryształów jest związanych kowalencyjnie (jak diamenty) i są najsilniejsze. Ten proces tworzenia kryształów, długo dyskutowany, został potwierdzony w 2013 r. Przez zespół amerykańskich i niemieckich naukowców.