Những khám phá giúp thay đổi hiểu biết của nhân loại

William Harvey - Người khám phá tuần hoàn máu

Vào thế kỷ thứ 2 sau Công Nguyên (SCN) triết gia kiêm nhà vật lý Hy Lạp-Galenus đã đề xuất ý kiến về một mô hình lưu lượng máu. Galenus tuyên bố: Gan liên tục tạo ra máu mới từ thực phẩm mà chúng ta ăn; máu chảy trong cơ thể bằng 2 dòng riêng biệt: 1 dòng thông qua phổi và 1 dòng thấm qua các mô và không chảy về tim. Giả thuyết này vẫn thắng thế trong suốt gần 1500 năm.

Nhưng William Harvey đã đảo ngược giả thuyết này bằng những thí nghiệm táo bạo.

William Harvey sinh ra ở Anh vào năm 1578, là quan thái y của vua James I và ông đeo đuổi niềm đam mê cả đời: giải phẫu. Thông qua các nghiên cứu về nhịp tim chậm của các loài bò sát và động vật gần chết, Harvey đã phát hiện ra các cơn co thắt tim, ông kết luận rằng máu được bơm qua cơ thể theo 1 mạch.

Harvey đã tiến hành nhiều thí nghiệm với các tình nguyện viên trong đó liên quan đến việc ngăn chặn tạm thời lưu lượng máu vào/ra các chi và tiếp tục mang lại khái niệm về lưu thông máu. Harvey đã công bố công trình của mình trong một cuốn sách xuất bản năm 1628 mang tựa đề 'De Motu Cordis' (Cử động tim). Harvey đã làm biến đổi ngành khoa học y tế, bản thân ông được công nhận là 'Cha đẻ của y học và sinh lý hiện đại'.

Gregor Mendel – Khám phá ra luật di truyền

Bí ẩn sâu sắc đứng đằng sau sự kế thừa các đặc điểm thể chất đã bắt đầu lộ sáng từ 1,5 thế kỷ trước nhờ công lao của Gregor Mendel. Gregor yêu thích làm vườn và hoa Lồng Đèn đã khiến cho Mendel bị mê hoặc, ông đã lai tạo nhiều giống Lồng Đèn khác nhau để tạo ra các màu sắc mới và khám phá ra một số luật di truyền.

Luật di truyền đã được Mendel áp dụng trong việc trồng đậu, ghép chính xác hàng ngàn cây đậu trong suốt 7 năm. Các nghiên cứu của ông ít được chú ý vào thời kỳ đó, nhưng các thập kỷ sau khi các nhà khoa học bắt đầu khám phá và sao chép những thí nghiệm của Mendel thì họ coi chúng là một bước đột phá.

Isaac Newton – Phát minh kính mắt

Trong đợt dịch hạch tàn phá thành phố Cambridge, Newton đã ẩn náu tại ngôi nhà thời thơ ấu của mình ở nông thôn nước Anh. Tại đây, Newton giết thời gian bằng cách dùng một cái lăng kính nhặt được tại một hội chợ địa phương. Trong thời của Newton, có một suy nghĩ phổ biến rằng ánh sáng lấy màu từ môi trường mà nó truyền qua.

Giả thuyết đó không thuyết phục được Newton, ông đã thực hiện thí nghiệm lăng kính để chứng minh màu sắc thừa hưởng màu từ chính ánh sáng, từ đây đã mở ra cuộc cách mạng quang học, là nền tảng cho khoa học và công nghệ hiện đại. Thông qua các thí nghiệm, Newton nhận ra rằng các dạng màu khác nhau sẽ bị khúc xạ hoặc uốn cong khác nhau thông qua lăng kính.

Micelson và Morley - khám phá về cách chuyển động của ánh sáng

Làm việc cùng nhau tại nơi mà ngày nay là Đại học Case Western Reserve (Ohio, Mỹ), hai ông Albert Michelson và Edward W. Morley đã chứng minh về sự tồn tại của ether. Theo quan điểm của hai ông thì:

Khi trái đất quay quanh quỹ đạo của mặt trời, nó liên tục cày lên ether tạo ra luồng gió ether. Khi đường đi của một chùm ánh sáng đi cùng hướng với gió, ánh sáng sẽ di chuyển nhanh hơn một chút so với ngược chiều gió.

Đầu thập niên 1980, ông Michelson đã phát minh ra một loại giao thoa kế. Giao thoa kế của ông Michelson chiếu chùm ánh sáng qua tấm gương, ánh sáng bị bửa làm hai. Kết quả là các chùm tia di chuyển đúng góc với nhau.

Nếu các chùm ánh sáng di chuyển với những thời điểm khác nhau do một số loại dịch chuyển không đồng đều của chúng thì chúng sẽ tạo ra mô hình giao thoa đặc biệt. Năm 1907, Michelson trở thành người Mỹ đầu tiên nhận giải Nobel đối với các nghiên cứu dựa trên dụng cụ quang học.

Từ mô hình giao thoa ether của hai ông mà đã dẫn tới đột phá về ánh sáng và tính tương đối đặc biệt của Albert Einstein vào năm 1905.

Marie Curie - Khám phá về phóng xạ

Với luận án tiến sĩ năm 1897, bà Marie bắt đầu nghiên cứu về một loại phóng xạ mới tương tự như tia X do bà khám phá ra chỉ 1 năm trước đó. Sử dụng một điện kế do ông xã Pierre chế tạo, bà Marie đã đo các tia bí ẩn phát ra từ thorium và uranium.

Trong trường hợp của uranium, tỷ lệ bức xạ lệ thuộc vào lượng nguyên tố có mặt. Từ quan sát này, bà Marie kết luận rằng sự phát bức xạ không liên quan gì đến sự sắp xếp phân tử của chất mà thay vào đó, bức xạ là một đặc tính vốn có của các cá thể nguyên tử, phát ra từ cấu trúc bên trong của nó.

Bà Marie Curie - nữ khoa học đoạt giải 2 Nobel

Bà Marie đã mở toang cánh cửa về sự hiểu biết căn bản hơn đối với hạ nguyên tử. Năm 1903, bà Marie Curie trở thành người phụ nữ đầu tiên nhận giải Nobel, và nhận thêm một giải Nobel khác vào năm 1911 (do bà khám phá ra 2 nguyên tố mới là radium và polonium).

Ivan Pavlov – Khám phá ra phản xạ có điều kiện

Nhà sinh học người Nga, Ivan Pavlov, đã nhận giải Nobel vào năm 1904 với cuộc điều tra về cách thức nước bọt và dịch dạ dày trong tiêu hóa thức ăn. Ông Pavlov và các sinh viên đã tiến hành đo đạc dịch do các cơ quan tiêu hóa sản xuất ra thông qua một cái ống treo dưới miệng các chú chó để hứng nước bọt.

Đến giờ cho ăn, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng những con chó được thử nghiệm trước đó đã bắt đầu chảy nước bọt trước khi chúng thực sự ăn. Việc tiết ra nước bọt được xem là một phản xạ tại thời điểm, một hành động vô thức chỉ xảy ra khi có thức ăn.

Những khám phá của Pavlov là nền tảng cho một khái niệm cổ điển được gọi là 'Phản xạ có điều kiện'. Ông W. Jeffrey Wilson từ trường Cao đẳng Albion (Michigan, Mỹ) giải thích: 'Bộ não chúng ta liên tục kết nối với những gì mà chúng ta trải nghiệm'. Qủa vậy, việc cố gắng loại bỏ phản xạ có điều kiện là nền tảng cho các chữa trị về rối loạn trầm cảm hậu sang chấn cũng như chứng nghiện.

Robert Paine và hệ sinh thái

Khám phá của ông Paine đã làm thay đổi quen niệm về hệ sinh thái toàn cầu

Vào thập niên 1960, các nhà sinh thái học cùng nhất trí rằng môi trường sống được phát triển chủ yếu thông qua sự đa dạng. Với tâm thế tò mò muốn tìm hiểu xem chuyện gì sẽ xảy ra nếu can thiệp vào môi trường, ông Robert Paine đã xua đuổi loài sao biển ra khỏi các hồ nước nằm dọc theo bờ biển tiểu bang Washington.

Hóa ra, việc loại bỏ sao biển có thể gây tàn phá hệ sinh thái. Kết quả một mạng lưới thức ăn bị rách, chỉ còn lại các hồ nước do loài vẹm thống trị.

Ông Paine nhận ra rằng tất cả các loài khác nhau không cùng đóng góp công bằng cho hệ sinh thái. Khám phá của ông Paine đã có ảnh hưởng sâu sắc đến hệ sinh thái, nó đảo ngược thực tiễn công tác bảo tồn hẹp một loài riêng lẻ vì lợi ích của nó so với chiến lược quản lý dựa trên hệ sinh thái. Ông Paine qua đời vào năm 2016.

Công việc nghiên cứu cuối cùng của ông là khám phá những tác động sâu sắc của con người làm thay đổi hệ sinh thái toàn cầu thông qua biến đổi khí hậu và săn mồi không được kiểm soát.

Theo Discovermagazine