Laser, volo spaziale, chirurgia, energia nucleare e i segreti della civiltà Maya: come gli scienziati russi hanno cambiato il mondo
Il contributo del Paese alla ricerca e alla scoperta ha un impatto su tutte le nostre vite
L’8 febbraio segna la giornata della scienza russa, in cui si celebrano i risultati del passato per ispirare le nuove generazioni per il futuro. L’elenco degli specialisti sovietici e russi che hanno dato contributi cruciali alla fisica, alla chimica, alla medicina e alla biologia, tra gli altri, è troppo lungo da delineare, ma il loro lavoro viene utilizzato ogni giorno in tutto il mondo.
La tavola periodica
La tavola periodica degli elementi chimici, uno strumento fondamentale utilizzato dagli scienziati per esplorare la materia e prevedere l'esistenza di nuovi elementi, è stata creata dallo scienziato russo Dmitry Mendeleev nel 1869. Nel 2019, l'ONU ha celebrato l'Anno internazionale della tavola periodica, per celebrare il 150° anniversario della scoperta è stata definita “una finestra sull’universo”.
L'umanità conosce diversi elementi chimici fin dai tempi antichi. Nel XVII secolo, l’alchimista tedesco Hennig Brand scoprì accidentalmente un nuovo elemento – il fosforo – e diede il via a un’ondata di esperimenti scientifici. Cento anni dopo, il chimico francese Antoine Lavoisier scrisse il "Trattato elementare di chimica", considerato il primo libro di testo di chimica moderna .
Mendeleev aveva solo 35 anni quando fece la più grande scoperta della sua vita.
Fin da quando era studente sospettava una relazione tra gli elementi e, con il passare degli anni, questa idea divenne un'ossessione. "...L' attesa della soluzione imminente di una questione che mi tormentava mi metteva in uno stato di eccitazione", ha ricordato. “Per diverse settimane ho dormito in modo intermittente, cercando di trovare quel principio magico… E poi un bel mattino, dopo aver passato una notte insonne… mi sono sdraiato sul divano dell’ufficio e mi sono addormentato. E in sogno mi è apparso chiaramente un tavolo. Mendeleev organizzò gli elementi in base al peso atomico e notò la periodicità delle proprietà. Quindi, ha raggruppato gli elementi con proprietà simili uno sotto l'altro.
Questo sistema permise a Mendeleev di prevedere l'esistenza di ulteriori elementi. A metà del XIX secolo si conoscevano solo 63 elementi, mentre oggi la tavola periodica è composta da 118 elementi. L'ultima aggiunta, oganesson, prende il nome dallo scienziato nucleare russo Yuri Oganesyan, che contribuì alla scoperta di diversi elementi superpesanti, ora aggiunti alla tabella.
Chirurgia sul campo
Il dottor Nikolay Pirogov ha dato un immenso contributo alla medicina mondiale ed è spesso descritto come il “padre della medicina russa”. È considerato un innovatore ed è stato il fondatore della chirurgia sul campo, ovvero dell'offerta di trattamenti complessi ai feriti nel mezzo del combattimento.
Pirogov divenne il primo chirurgo a usare l'etere come anestetico nel 1847 mentre lavorava in un ospedale da campo. Fu il principale chirurgo della città assediata di Sebastopoli durante la guerra di Crimea nel 1850 e fu anche uno dei primi a utilizzare gessi ortopedici in gesso, che aiutavano a prevenire l'amputazione degli arti.
Pirogov migliorò ulteriormente la medicina da campo russa applicando le innovazioni e la pratica dei suoi contemporanei. Durante la guerra di Crimea, Pirogov emulò Florence Nightingale addestrando un gruppo russo di infermiere. Inoltre, dopo aver incontrato il famoso chirurgo francese Dominique Jean Larrey a Parigi, Pirogov introdusse il sistema di triage di Larrey al corpo medico dell'esercito russo.
Condizionamento classico
Anche se non hai mai sentito parlare del neurologo e fisiologo russo Ivan Pavlov, probabilmente conosci il "cane di Pavlov".
Mentre studiava il processo di digestione degli animali, Pavlov si rese conto che i cani cominciavano a salivare quando vedevano l'assistente che li nutriva. Lo scienziato ha presentato uno stimolo – il suono di un metronomo – e poi ha dato da mangiare al cane. Dopo diversi tentativi, gli animali cominciavano a salivare in risposta allo stimolo.
L'esperimento divenne la base per la teoria classica del condizionamento: uno stimolo incondizionato (nel caso di Pavlov il cibo) provocava una risposta incondizionata (la salivazione del cane). Uno stimolo neutro (il suono del metronomo senza cibo) non provocava alcuna reazione, ma dopo il condizionamento (offerto con il cibo), il suono del metronomo diventava uno stimolo condizionato e provocava una reazione condizionata (salivazione) anche se il cibo non seguiva.
Il condizionamento classico aiuta a comprendere la forma base dell’apprendimento ed è spesso utilizzato nelle terapie comportamentali. Gli specialisti lo usano anche per indagare e curare le dipendenze.
Nel 1904, Pavlov divenne il primo russo a ricevere il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina “in riconoscimento del suo lavoro sulla fisiologia della digestione, attraverso il quale la conoscenza sugli aspetti vitali dell’argomento è stata trasformata e ampliata”.
L’8 febbraio segna la giornata della scienza russa, in cui si celebrano i risultati del passato per ispirare le nuove generazioni per il futuro. L’elenco degli specialisti sovietici e russi che hanno dato contributi cruciali alla fisica, alla chimica, alla medicina e alla biologia, tra gli altri, è troppo lungo da delineare, ma il loro lavoro viene utilizzato ogni giorno in tutto il mondo.
La tavola periodica
La tavola periodica degli elementi chimici, uno strumento fondamentale utilizzato dagli scienziati per esplorare la materia e prevedere l'esistenza di nuovi elementi, è stata creata dallo scienziato russo Dmitry Mendeleev nel 1869. Nel 2019, l'ONU ha celebrato l'Anno internazionale della tavola periodica, per celebrare il 150° anniversario della scoperta è stata definita “una finestra sull’universo”.
L'umanità conosce diversi elementi chimici fin dai tempi antichi. Nel XVII secolo, l’alchimista tedesco Hennig Brand scoprì accidentalmente un nuovo elemento – il fosforo – e diede il via a un’ondata di esperimenti scientifici. Cento anni dopo, il chimico francese Antoine Lavoisier scrisse il "Trattato elementare di chimica", considerato il primo libro di testo di chimica moderna .
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| DM Mendeleev alla sua scrivania nell'ufficio della Camera dei Pesi e delle Misure. © Sputnik / F. Bloombach |
Fin da quando era studente sospettava una relazione tra gli elementi e, con il passare degli anni, questa idea divenne un'ossessione. "...L' attesa della soluzione imminente di una questione che mi tormentava mi metteva in uno stato di eccitazione", ha ricordato. “Per diverse settimane ho dormito in modo intermittente, cercando di trovare quel principio magico… E poi un bel mattino, dopo aver passato una notte insonne… mi sono sdraiato sul divano dell’ufficio e mi sono addormentato. E in sogno mi è apparso chiaramente un tavolo. Mendeleev organizzò gli elementi in base al peso atomico e notò la periodicità delle proprietà. Quindi, ha raggruppato gli elementi con proprietà simili uno sotto l'altro.
Questo sistema permise a Mendeleev di prevedere l'esistenza di ulteriori elementi. A metà del XIX secolo si conoscevano solo 63 elementi, mentre oggi la tavola periodica è composta da 118 elementi. L'ultima aggiunta, oganesson, prende il nome dallo scienziato nucleare russo Yuri Oganesyan, che contribuì alla scoperta di diversi elementi superpesanti, ora aggiunti alla tabella.
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| Il direttore scientifico dell'Istituto di ricerca nucleare JINR Yuri Oganesyan dopo il lancio del ciclotrone DC-280, nell'ambito della sessione ordinaria del Comitato dei plenipotenziari degli Stati membri dell'Istituto congiunto per la ricerca nucleare di Dubna. © Sputnik / Grigorij Sysoev |
Il dottor Nikolay Pirogov ha dato un immenso contributo alla medicina mondiale ed è spesso descritto come il “padre della medicina russa”. È considerato un innovatore ed è stato il fondatore della chirurgia sul campo, ovvero dell'offerta di trattamenti complessi ai feriti nel mezzo del combattimento.
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| NI Pirogov (al centro sta con la schiena). Frammento del panorama 'Difesa di Sebastopoli' di F. Rubo |
Pirogov migliorò ulteriormente la medicina da campo russa applicando le innovazioni e la pratica dei suoi contemporanei. Durante la guerra di Crimea, Pirogov emulò Florence Nightingale addestrando un gruppo russo di infermiere. Inoltre, dopo aver incontrato il famoso chirurgo francese Dominique Jean Larrey a Parigi, Pirogov introdusse il sistema di triage di Larrey al corpo medico dell'esercito russo.
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| Comunità delle Suore della Santa Croce, Sebastopoli, 1855. © Wikipedia |
Anche se non hai mai sentito parlare del neurologo e fisiologo russo Ivan Pavlov, probabilmente conosci il "cane di Pavlov".
Mentre studiava il processo di digestione degli animali, Pavlov si rese conto che i cani cominciavano a salivare quando vedevano l'assistente che li nutriva. Lo scienziato ha presentato uno stimolo – il suono di un metronomo – e poi ha dato da mangiare al cane. Dopo diversi tentativi, gli animali cominciavano a salivare in risposta allo stimolo.
L'esperimento divenne la base per la teoria classica del condizionamento: uno stimolo incondizionato (nel caso di Pavlov il cibo) provocava una risposta incondizionata (la salivazione del cane). Uno stimolo neutro (il suono del metronomo senza cibo) non provocava alcuna reazione, ma dopo il condizionamento (offerto con il cibo), il suono del metronomo diventava uno stimolo condizionato e provocava una reazione condizionata (salivazione) anche se il cibo non seguiva.
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| Ivan Pavlov e i suoi colleghi del dipartimento di fisiologia dell'Accademia medica militare di Pietrogrado, 1914. © Sputnik / RIA News |
Nel 1904, Pavlov divenne il primo russo a ricevere il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina “in riconoscimento del suo lavoro sulla fisiologia della digestione, attraverso il quale la conoscenza sugli aspetti vitali dell’argomento è stata trasformata e ampliata”.
Decifrare la scrittura Maya
“Non è necessario saltare attraverso le piramidi per capire come lavorare con i testi” –
Yuri Knorozov.Knorozov era un linguista ed etnografo sovietico che riuscì a decifrare la scrittura della civiltà Maya. Nel 1952 pubblicò un articolo in cui proclamava il suo successo. All'epoca aveva solo 30 anni, ma forse la cosa più notevole è che non aveva mai visitato l'America Centrale.
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| Glifi Maya in stucco esposti nel museo di Palenque, in Messico. ©Wikipedia |
Mentre lavorava sulle scritture Maya , Knorozov dimostrò che i geroglifici rappresentano i suoni. Successivamente compose un catalogo di 540 simboli e spiegò il metodo su come usarli per leggere e comprendere i testi Maya.
Il lavoro di Knorosov fu tradotto in molte lingue e suscitò discussioni nella comunità scientifica per decenni. Gli scienziati sovietici guidati da Knorozov continuarono a lavorare sulla decifrazione di altri misteri storici come la scrittura rongorongo dell'Isola di Pasqua e la scrittura dell'Indo.
In Messico, ci sono monumenti a Knorozov nella capitale e nella città di Merida, nella penisola dello Yucatan, dove esisteva la civiltà Maya. Lo scienziato è ritratto insieme alla sua gatta Asya, che Knorozov definì la sua “coautrice”.
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| Yuri Knorozov © Wikimedia Commons |
È estremamente difficile immaginare il mondo moderno senza laser. Sono utilizzati ovunque: in medicina, nell’industria, nei dispositivi elettronici e altro ancora. "Laser" è l'acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. La creazione di tali dispositivi fu prevista da Albert Einstein nel 1917, quando descrisse il processo di “emissione stimolata” – il rilascio di energia da un atomo eccitato con mezzi artificiali.
Prima di sviluppare un laser, gli scienziati hanno lavorato sul concetto di "maser" (amplificazione delle microonde mediante emissione stimolata di radiazioni). La ricerca è stata condotta contemporaneamente in URSS e negli Stati Uniti. Nel 1952, i fisici sovietici Nikolay Basov e Alexander Prokhorov descrissero i principi teorici per il funzionamento del maser.
Successivamente, hanno proposto un principio per ottenere l’inversione della popolazione pompando un sistema a tre livelli. Questa tecnica si è rivelata molto efficace ed è ora ampiamente utilizzata in vari laser e gamme spettrali.
Allo stesso tempo, il fisico americano Joseph Weber descrisse come utilizzare le emissioni stimolate per realizzare un amplificatore a microonde. Usando questo metodo, il fisico Charles H. Townes costruì il primo maser.
Nel 1964, Basov, Prokhorov e Townes condivisero il Premio Nobel “per il lavoro fondamentale nel campo dell’elettronica quantistica, che ha portato alla costruzione di oscillatori e amplificatori basati sul principio maser-laser”.
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| I fisici russi Nikolai Basov (1922-2001) e Alexander Prokhorov (1916-2002), fondatori dell'elettronica quantistica, vinsero il Premio Lenin dell'Unione Sovietica nel 1959 e il Premio Nobel mondiale nel 1964. © Sputnik / D. Chernov |
L'olografia è generalmente meglio conosciuta come metodo per creare un'immagine 3D, che può essere vista senza occhiali speciali o altri dispositivi. L'olografia stessa fu inventata dal fisico ungherese-britannico Dennis Gabor nel 1947. Mentre cercava di migliorare un microscopio elettronico, scoprì un metodo per registrare l'intera informazione del campo - ampiezza e fase - e non solo la solita intensità.
La svolta tecnologica è avvenuta dopo l'invenzione e lo sviluppo del laser, che si distingueva dalle altre sorgenti luminose per la sua coerenza (il che significa che le lunghezze d'onda della luce laser sono in fase nello spazio e nel tempo).
Negli anni '60, il fisico sovietico Yuri Denisyuk creò una tecnica a raggio singolo per produrre un'immagine di alta qualità. Questo metodo divenne ampiamente noto come “olografia di Denisyuk”. Quando un ologramma Denisyuk viene registrato con almeno tre laser, è possibile ottenere ologrammi a colori.
È interessante notare che Denisyuk si è ispirato alla tecnica della fotografia a colori Lippmann (fotografia interferenziale), che è una tecnica esclusivamente a colori che registra l'intero spettro dei colori visibili. Quando un ologramma Denisyuk viene registrato con almeno tre laser, è possibile ottenere ologrammi a colori, raffiguranti un'immagine molto realistica di un oggetto.
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| Vincitore del Premio Lenin, membro corrispondente dell'Accademia delle scienze dell'URSS, Yury Denisyuk, nel laboratorio di olografia dell'Istituto ottico statale Vavilov di Leningrado. © Sputnik / V. Baranovskiy |
L'economista sovietico Leonid Kantorovich fu il primo a descrivere il metodo oggi noto come "programmazione lineare", utilizzato nell'industria e nella pianificazione aziendale, dopo aver sviluppato l'idea negli anni '30. Come ha ricordato Kantorovich, ha dovuto affrontare l'arduo compito di trovare il carico ottimale per le pelatori. Durante la ricerca di una soluzione efficace, Kantorovich prese in considerazione molti altri problemi simili, come l'uso efficace dei terreni agricoli, che sembravano tutti adattarsi a un certo modello matematico. Nel 1975, lo scienziato condivise un premio Nobel con l’economista olandese Tjalling C. Koopmans “per i loro contributi alla teoria dell’allocazione ottimale delle risorse”.
Da allora i metodi di programmazione lineare sono stati migliorati da molti scienziati in tutto il mondo. È ampiamente utilizzato in microeconomia e può essere applicato alla pianificazione, alla produzione e ai trasporti per ridurre al minimo i costi di produzione e massimizzare il reddito.
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| Matematico ed economista sovietico Leonid Kantorovich, uno degli inventori del metodo di programmazione lineare, destinatario del Premio Nobel per le scienze economiche e membro dell'Accademia sovietica delle scienze. © Sputnik / Vladimir Vjatkin |
È quasi impossibile immaginare i programmi spaziali sovietici e russi senza Konstantin Tsiolkovsky, universalmente riconosciuto come il “padre del volo spaziale umano”. Oltre ad essere uno scienziato brillante, Tsiolkovsky era un uomo davvero straordinario. All'età di 10 anni perse quasi completamente l'udito e fu costretto a dedicarsi all'autoeducazione.
La maggior parte delle idee di Ciolkovskij superarono i suoi tempi. Nel 1895 predisse lo sviluppo e l'uso dei satelliti artificiali. Nel 1903 pubblicò un'equazione matematica, ora nota come equazione del razzo Tsiolkovsky, che descrive il viaggio dei razzi nello spazio, ancora utilizzata dagli ingegneri aerospaziali. Tsiolkovsky immaginò e spiegò anche come le future astronavi avrebbero superato la gravità terrestre, descrisse la loro traiettoria di volo e come sarebbero atterrate. Decenni dopo, le sue teorie divennero realtà, portate in vita da nuove generazioni di scienziati e ingegneri.
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| Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), il fondatore della teoria della comunicazione interplanetaria, nel suo laboratorio. © Sputnik / RIA Notizie |
Energia Buran, il sistema spaziale con equipaggio sovietico, che comprende un nuovo potente razzo di lancio Energia e la navetta spaziale Buran. © Sputnik / Aleksandr Mokletsov
Sergey Korolev è anche una figura significativa nella storia dell'esplorazione spaziale. Ha guidato il programma spaziale sovietico e ha lavorato al lancio del satellite Sputnik 1. La guida di Korolev ha supervisionato molti altri successi aerospaziali, tra cui l'innovativo volo spaziale di Yuri Gagarin, la prima passeggiata spaziale umana di Alexey Leonov, la prima donna nello spazio, Valentina Tereshkova, e una serie di altre missioni spaziali rivoluzionarie.
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| Mostra La nostra patria in foto. La sala espositiva centrale del maneggio. Replica della foto, Yuri Gagarin e Sergei Korolev, di I. Snegirev. © Sputnik / Snegirev Igor |
Gli scienziati atomici sovietici e russi sono sempre stati all’avanguardia nella ricerca sull’energia nucleare, e Igor Kurchatov è uno dei più importanti. Kurchatov lavorò all'applicazione pacifica dell'energia atomica mentre guidava il progetto sovietico sulle armi nucleari. Il suo lavoro ha portato alla prima centrale nucleare collegata alla rete, lanciata nella città di Obninsk nel 1954, vicino a Mosca.
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| Igor Kurcatov © Sputnik / RIA News |
Sia Kurchatov che Sakharov hanno svolto un ruolo chiave nello sviluppo delle armi nucleari sovietiche. Nel 1949, una squadra guidata da Kurchatov testò la prima bomba nucleare sovietica. Sei anni dopo, nella stessa area fu testata la prima bomba all’idrogeno progettata da Sakharov e dalla sua squadra.
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| L'eminente fisico sovietico e accademico dell'Accademia sovietica delle scienze Andrei Sakharov (1921-1989). © Sputnik/Boris Kaufman |
I Denisovani
Alla fine degli anni 2000, gli archeologi russi fecero una scoperta sorprendente: trovarono una nuova specie di essere umano arcaico. Lo chiamarono "Il Denisovano", dal nome della grotta di Denisova dove fu ritrovato. La posizione della grotta è sui monti Altai in Siberia.
I lavori archeologici sul sito iniziarono negli anni '70. Nel 1990, Anatoly Derevyanko dell'Istituto di Archeologia ed Etnografia dell'Accademia Russa delle Scienze ha fondato uno speciale centro di ricerca nella zona.
Nel 2008, un gruppo di scienziati guidati da Mikhail Shunkov ha trovato l'osso del dito di una giovane donna. L'osso conteneva DNA ben conservato, che è stato sequenziato dal team del ricercatore svedese Svante Pääbo presso l'Istituto Max Planck di Lipsia, in Germania. Dopo una serie di test, nel 2010 hanno annunciato che il materiale genetico appartiene a un ominide precedentemente sconosciuto.
Gli scienziati ora credono che i Denisoviani potrebbero aver vissuto nella grotta circa 200mila anni fa. Il lavoro nella grotta di Denisova continua e probabilmente nasconde ancora più segreti della storia umana.
Di Anastasia Safronova , redattrice di RT
I lavori archeologici sul sito iniziarono negli anni '70. Nel 1990, Anatoly Derevyanko dell'Istituto di Archeologia ed Etnografia dell'Accademia Russa delle Scienze ha fondato uno speciale centro di ricerca nella zona.
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| Grotta Denisova: distretto di Soloneshensky, Altai Krai. ©Wikipedia |
Gli scienziati ora credono che i Denisoviani potrebbero aver vissuto nella grotta circa 200mila anni fa. Il lavoro nella grotta di Denisova continua e probabilmente nasconde ancora più segreti della storia umana.
Di Anastasia Safronova , redattrice di RT
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