18 випадкових наукових винаходів і відкриттів, які змінили світ

Більшість наукових відкриттів відбуваються в результаті кропіткої, цілеспрямованої і надзвичайно складної роботи, мета якої зводиться до одного-єдиного завдання — здійснити прорив у тій чи іншій сфері. Однак історія сповнена випадків, коли неймовірні відкриття відбувалися вченим тоді, коли їх погляд був спрямований зовсім в протилежний бік.

Іноді дуже значущі відкриття відбуваються абсолютно випадковим чином. Взяти хоча б розробку препарату з метою поліпшення кровотоку в міокарді і лікування стенокардії та ішемічної хвороби серця. Для серця це ліки, як показали клінічні випробування, виявилося практично марно, але так на світ з’явився силденафіл, більш відомий зараз як Віагра. Відкриття того ж сахарину – штучного замінника цукру – стало наслідком втоми, а можливо, простий забудькуватості російського професора хімії помити руки перед їжею.

У більшості випадків дослідники, що стоять за подібними відкриттями, не стали б називати їх по-справжньому «випадковими», оскільки перед цим люди нерідко проводили безліч безсонних ночей і аналізували величезну гору наукової інформації – все заради того, щоб дійсно зробити відкриття, хоча і не те, що вийшло в результаті.

Прагнення зрозуміти, як працює той чи інший новий продукт, теж нерідко вносить свою лепту, як це було з винахідником спеціальної речовини, що призначався для чищення стін від сажі. Усього лише просте цікавість і бажання змінити один інгредієнт на інший втілилися в дуже цікава і вельми прибуткова винахід – пластилін.

Також слід розуміти, що жодна з змінили цей світ «випадкових» винаходів не було б можливим без наявності того, хто зміг би вчасно розгледіти потенціал і цінність відкриття. І все ж історія показує, що кращі інновації можуть приходити в цей світ у самий несподіваний момент.

Мікрохвильова піч

Інженер компанії «Raytheon» Персі Спенсер, який займався виготовленням обладнання для радарів, в 1945 році здійснив одне з найважливіших для цього світу відкриттів. Він виявив, що НВЧ-випромінювання здатне нагрівати предмети. Легенд про те, як він це з’ясував, є кілька. Згідно з однією з них, одного разу він випадково залишив у кишені шоколадний батончик і приступив до роботи з магнетроном, а через кілька хвилин з подивом відчув, як шоколад в кишені почав плавитися. Спробувавши з’ясувати, в чому справа, Спенсер вирішив провести експеримент з іншими продуктами: яйцями і зернами кукурудзи. З побаченого він зробив висновок, що причиною спостережуваного є мікрохвильове випромінювання.

Як би там не було, в 1946 році Спенсер отримав патент на першу мікрохвильову піч. Перша мікрохвильова піч «Radarange» була випущена в 1947 році тією ж фірмою, в якій він працював. Але призначалася вона не для розігріву їжі, а для швидкого розморожування продуктів і використовувалася виключно військовими. Її висота становила 168 сантиметрів, маса — 340 кг, а потужність — 3 кВт, що приблизно в два рази більше потужності сучасних побутових СВЧ-печей. Мікрохвильовка для військових коштувала 3000 доларів. У 1965 році вийшов її побутовий варіант, який продавався за 500 доларів.

Хінін

Протягом тривалого часу хінін використовувався як основний засіб лікування малярії. Зараз його можна зустріти в якості одного з компонентів ліків проти малярії, а також в якості добавки в різні тонізуючі напої.

Єзуїтські місіонери використовували хінін ще з початку 1600 років, виявивши його в Південній Америці і привізши згодом в Європу, однак, згідно однієї з легенд, застосування цієї речовини для лікування хвороб практикувалося представниками андських цивілізацій ще раніше, а відкриття хініну, і зокрема його властивостей, нерідко пов’язують з випадком удачі.

В одній з легенд говориться про одне андському жителя, що загубився в джунглях і подхватившем малярийную лихоманку. Зовсім знесилений від спраги, він випив з калюжі води, яка знаходилася біля підніжжя хінного дерева. Гіркуватий присмак води спочатку дуже налякав людини. Той подумав, що випив щось, що ще більше погіршить його стан. Але, на щастя, все сталося зовсім навпаки. Через час його лихоманка відступила, чоловік зміг знайти дорогу додому і поділитися історією про дивовижний дереві.

Ця історія не так добре задокументовано, як та ж офіційна версія про місіонера Бернабе Кобо, який привіз отриманий від індіанців хінін в Європу і вилікував їм дружину віце-короля Перу, однак ми просто не могли проігнорувати цікаву легенду про удачу, яка згодом змінила цей світ.

Рентгенівське випромінювання

У 1895 році німецький фізик Вільгельм Рентген працював з катодно-променевої трубкою. Незважаючи на те, що сама трубка була екранована, Рентген зауважив, що картон, покритий платиносинеродистым барієм і знаходився поруч з трубкою, починав світитися в темній кімнаті.

Рентген спробував блокувати промені, але більшість речей, які він поміщав перед ними, виявляли аналогічний ефект. Коли врешті-решт він поставив перед трубкою свою руку, то помітив, що вона починає просвічувати на зображенні, проектованому на екрані. Своє відкриття він назвав «ікс-променями» (X-rays). Після Рентген замінив трубку фотографічної пластиною і отримав першу рентгенограму.

Незабаром після цього технологія була адаптована медичними установами та дослідницькими лабораторіями. Проте небезпеку тривалого впливу рентгенівських променів вченим ще тільки належало зрозуміти.

Радіоактивність

Радіоактивність була відкрита в 1896 році французьким фізиком А. Беккерелем. Він займався дослідженням зв’язку люмінесценції і нещодавно відкритих рентгенівських променів.

Беккерель вирішив з’ясувати, не супроводжується всяка люмінесценція рентгенівськими променями? Для перевірки своєї здогадки він взяв кілька сполук, в тому числі одну з солей урану, фосфоресцирующую жовто-зеленим світлом. Освітивши її сонячним світлом, він завернув сіль в чорний папір і поклав в темному шафі на фотопластинку, теж загорнену в чорний папір. Через деякий час, проявивши пластинку, Беккерель дійсно побачив зображення шматка солі. Але люмінесцентне випромінювання не могло пройти через чорний папір, і тільки рентгенівські промені могли в цих умовах засвітити платівку.

Провівши кілька аналогічних експериментів з використанням уранової солі, він зрозумів, що відкриті нові промені, що проходять крізь непрозорі предмети, але не є рентгенівськими.

Беккерель встановив, що інтенсивність випромінювання визначається тільки кількістю урану і абсолютно не залежить від того, в які сполуки він входить. Таким чином, це властивість було притаманне не сполук, а хімічному елементу — урану.

Застібки-липучки

У 1941 році швейцарський інженер Жорж де Местраль вирішив прогулятися в Альпах зі своєю собакою. Після повернення додому він, як звичайно, почав відчищати шерсть тварини від головок реп’яха. Але на цей раз вирішив подивитися, як ті виглядають під мікроскопом. Як виявилося, на кожній головці були крихітні гачки, за допомогою яких вони і чіплялися до шерсті тварин і одязі.

Інженер не планував придумувати нову систему застібок, але побачивши, наскільки просто і міцно чіпляються гачки до тканини і вовни, він все-таки не встояв перед спокусою. Через роки проб і помилок він зрозумів, що найкращим матеріалом для створення липучок є нейлон.

Застібки-липучки стали дуже популярними незабаром після того, як технологія була адаптована аерокосмічним агентством NASA. Пізніше липучки стали широко використовуватися у виробництві повсякденного одягу і взуття.

Сахарин

Сахарин являє собою штучний підсолоджувач, приблизно в 400 разів солодше цукру. Він був відкритий в 1878 році німецьким хіміком російського походження Костянтином Фальбергом в Університеті Джона Хопкінса. Фальберг і його керівник американський професор Айра Ремсен вели дослідження похідних бітуму (кам’яновугільні смоли).

Після довгого дня, проведеного в лабораторії, Фальберг забув помити руки перед вечерею. Взявши у руку хліб і відкусивши шматочок, учений помітив, що той має солодкуватий смак, як, втім, і вся інша їжа, до якої він торкався руками.

Він повернувся в лабораторію і став проводити експерименти по змішуванню різних складових, поки зрештою не виявив, що при поєднанні орто-сульфобензойной кислоти з хлористим фосфором і аміаком виходить речовина з тим самим солодкуватим присмаком (слід зазначити, що практика пробувати випадкові хімікати на смак зовсім не типова для вчених).

Фальберг запатентував хімічну формулу сахарину в 1884 році (не вписавши у власника патенту Ремсен, незважаючи на те що вони разом до цього опублікували першу наукову статтю з цього відкриття). Широке поширення штучний підсолоджувач отримав під час Першої світової війни, коли запаси і поставки цукру в світі були обмежені.

Тести речовини показали, що воно не засвоюється організмом і не є калорійним. У 1907 році сахарин в якості замінника цукру став прийматися діабетиками як діабетичний підсолоджувач, який не містить цукор.

Імплантується кардіостимулятор

У 1956 році американський інженер і винахідник Вілсон Грэйтбатч займався розробкою пристрою, записуючого серцевий ритм. Потягнувшись в коробку за резистором, який повинен був завершити контур схеми, він дістав неправильний – резистор виявився більшого розміру.

Тим не менш, встановивши цей резистор, інженер виявив, що контур випромінює електричні пульсації. Частота пульсацій наштовхнула його на думку про серцевому ритмі. Грэйтбатч загорівся бажанням створити компактний вживляемый кардіостимулятор. Залишалося лише придумати спосіб, як зменшити розміри стимулятора, щоб при цьому він міг працювати.

Через два роки він представив перший вживляемый кардіостимулятор, подає штучні імпульси для стимуляції роботи серця. Пристрій було імплантовано собаці. Ця запатентована інновація призвела до початку виробництва і подальшого розвитку кардіостимуляторів.

ЛСД

ЛСД-25 був вперше синтезований швейцарським хіміком Альберт Хофманом у 1938 році, що проводив дослідження лізергінової кислоти, що виробляється отруйним грибом ріжків, що паразитують на деяких злаках. Досліджувані хімічні речовини Хофман планирован використовувати в фармацевтиці. І, до речі, багато їх похідні, як і раніше в ній використовуються.

У 1943 році, ще не знаючи про дії отриманого препарату, Хофман випадково ввібрав деяку кількість речовини подушечками пальців, відчувши яскраво виражений ефект занепокоєння і запаморочення, про що повідомив своєму асистентові.

Повернувшись додому, він ліг на ліжко і «поринув у своєрідний стан сп’яніння, що характеризується дуже активною грою уяви», як він сам писав у своїх нотатках. Трьома днями пізніше Хофман вирішив першим у світі навмисно прийняти препарат. Ось як він описував свої відчуття після:

«Я попросив мого лабораторного асистента, який був поінформований про експеримент, проводити мене додому. Ми вирушили на велосипеді, так як автомобіля не було з-за обмежень військового часу. По дорозі додому мій стан початок приймати загрозливі форми. Все в моєму полі зору тремтіло і спотворювалося, наче в кривому дзеркалі. У мене було відчуття, що ми не можемо зрушитися з місця. Однак мій асистент сказав мені пізніше, що ми їхали дуже швидко. Нарешті, ми приїхали додому цілі й неушкоджені, і я ледве зміг звернутися з проханням до свого супутника, щоб він покликав нашого сімейного лікаря і попросив молока у сусідів. Запаморочення і відчуття, що я втрачаю свідомість, стали до цього часу настільки сильними, що я не міг більше стояти, і мені довелося лягти на диван. Навколишній мене світ тепер ще більш жахливо змінився. Все в кімнаті оберталося, і знайомі речі та предмети меблів придбали гротескну загрозливу форму. Всі вони були в безперервному русі, як би одержимі внутрішнім неспокоєм. Жінка біля дверей, яку я насилу впізнав, принесла мені молока — протягом вечора я випив два літри. Це більше не була фрау Р., а швидше зла і підступна відьма в розмальованій масці.

Ще гірше, ніж ці демонічні трансформації зовнішнього світу, була зміна того, як я сприймав себе, свою внутрішню сутність. Будь зусилля моєї волі, будь-яка спроба покласти край дезінтеграції зовнішнього світу і розчинення мого «Я» здавалися марними. Якийсь демон вселився в мене, заволодів моїм тілом, розумом і душею. Я схопився і закричав, намагаючись звільнитися від нього, але потім опустився і безпорадно ліг на диван. Речовина, з якою я хотів експериментувати, підкорило мене. Це був демон, який презирливо тріумфував над моєю волею».

Пластилін

Питання про те, кого вважати винахідником пластиліну, є спірним. У Німеччині їм вважають Франца Колба (патент 1880 року), у Великобританії — Вільям Харбута (патент 1899 року). Існує ще одна версія створення пластиліну, згідно з якою ця речовина придумав Ної Маквикер.

Липкий матеріал був створений Ноєм Маквикером, які працювали на той момент зі своїм братом Клео в компанії Kutol, що виробляла мило. Однак спочатку виготовлений Маквикером матеріал не замислювався як іграшка. Він розроблявся як засіб для очищення шпалер.

Однією з проблем, з якою доводилося стикатися власникам камінів, якими люди опалювали будинки, була сажа, оседавшая на стіни і портившая шпалери. Липка глина обіцяла безпроблемну очищення. Проте незабаром в моду увійшли вінілові шпалери, які можна було мити простий губкою, змоченою водою, і чистяча глина стала неактуальною.

Коли Маквикеры вже збиралися вийти з бізнесу, до них надійшла нова ідея, запропонована вихователькою дитячого садка по імені Кей Зуфалл, яка зауважила, що матеріал відмінно змінює форму і його можна використовувати для ліплення. Через спільних близьких родичів вона повідомила про цю ідею Ною Маквикеру. Той, у свою чергу, вирішив видалити з матеріалу миючу складову і додав до нього барвник. Початкова назва нового матеріалу «Kutol’s Rainbow Modelling Compound» вирішили замінити на запропонований Кей варіант «пластилін».

Пеніцилін

«Коли я прокинувся на світанку 28 вересня 1928 року, я, звичайно, не планував революцію в медицині своїм відкриттям першого в світі антибіотика або бактерії-вбивці. Але вважаю, що саме це я і зробив».

У 1928 році сер Олександр Флемінг, професор бактеріології, повернувшись у свою лабораторію через місяць відпочинку зі своєю сім’єю, виявив, що в одній з його чашок Петрі з’явилися цвілеві гриби, які знищили до цього перебували в ній колонії стафілококів, але при цьому не чіпали інші культури.

Флемінг відніс гриби, які виросли на пластині з його культурами, до роду пеницилловых і через кілька місяців назвав виділене речовина пеніциліном. Але оскільки Флемінг не був хіміком, він не був в змозі отримати і очистити активну речовину.

Про своє відкриття вчений написав у 1929 році в британському журналі Експериментальної Патології, але його статті було приділено мало уваги. До 1940 року Флемінг продовжував свої досліди, намагаючись розробити методику швидкого виділення пеніциліну, яку можна було б використовувати в подальшому для більш масштабного застосування.

Вперше пеніцилін був застосований для лікування людини британськими вченими Говард Флорі і Ернстом Чейном 2 лютого 1941 року, що поклало початок епохи антибіотиків.

Віагра

Віагра стала першим препаратом для лікування еректильної дисфункції, проте спочатку вона розроблялася зовсім не для цього. Її творцем є американська компанія Pfizer, яка розробила препарат силденафіл, за задумом призначався для лікування серця.

Однак під час клінічних випробувань було виявлено, що вплив препарату на серцевий кровотік мінімально, проте він володіє вираженим впливом на кровотік в області органів малого тазу, що супроводжувалося більш тривалою і сильної ерекції у чоловіків. Навіть у тих випадках, коли люди вже й не пам’ятали, коли у них останній раз вона була. Так з’явилася Віагра.

Додаткові клінічні випробування Pfizer за участю 4000 чоловіків з еректильною дисфункцією показали аналогічний результат ефективності препарату.

Інсулін

Відкриття, яке пізніше дозволило винайти інсулін, стало чистою випадковістю.

У 1889 році два доктори з Страсбурзького університету, Оскар Мінковским і Джозеф он Мерінг, намагаючись зрозуміти, як підшлункова залоза впливає на травлення, видалили цей орган у здорового собаки. Через кілька днів вони виявили, що навколо урини піддослідного собаки збираються мухи, що виявилося досконалої несподіванкою.

Вони провели аналіз цієї сечі і виявили в ній цукор. Вчені зрозуміли, що його наявність пов’язано з віддаленої кількома днями раніше підшлунковою залозою, що призвело до того, що у собаки розвинувся діабет.

Тим не менше ці двоє вчених так і не з’ясували, що гормони, що виробляються підшлунковою залозою, регулюють цукор в крові. Це з’ясували дослідники з Університету Торонто, які в рамках експериментів, що проводилися з 1920 по 1922 роки, змогли виділити гормон, який згодом отримав назву інсулін.

За це революційне відкриття вчені з Університету Торонто були удостоєні Нобелівської премії, а фармацевтична компанія Eli Lilly and Company, з одним із власників якої був знайомий один з учених, почала перше промислове виробництво цієї речовини.

Вулканізована гума

Винахідником способу вулканізації вважають американця Чарльза Гудьира, який з 1830 року намагався створити матеріал, здатний залишатися еластичним і міцним у спеку і холод.

Він обробляв гумову смолу кислотою, кип’ятив її в магнезії, додавав різні речовини, однак всі його вироби перетворювалися в липку масу в перший же спекотний день.

Відкриття прийшло до винахідника випадково. У 1839 році, працюючи на Массачусетській гумової фабриці, він одного разу упустив на розпечену плиту ком гуми, перемішаної з сіркою.

Всупереч сподіванням, вона не розплавилася, а, навпаки, обуглилась, немов шкіра. У першому своєму патенті він запропонував піддавати каучук впливу нітриту міді і царської горілки. Згодом винахідник виявив, що гума стає несприйнятливою до температурних впливів при додаванні сірки і свинцю.

Після численних випробувань Гудьїр знайшов оптимальний режим вулканізації: він змішав каучук, сірку і свинцевий порошок і нагрів цю суміш до певної температури, в результаті чого вийшла гума, яка не змінювала свої властивості під впливом сонячних променів, під впливом холоду.

Кукурудзяні пластівці

Історія кукурудзяних пластівців бере початок у XIX столітті. Власники санаторію «Батл-Крік» у штаті Мічиган (США), доктор Келлог і його брат Вілл Кіт Келлог готували якась страва з кукурудзяного борошна, але їм терміново потрібно відлучитися по невідкладних справах пансіону.

Коли вони повернулися, то виявили, що кукурудзяна мука, яка перебувала на суворому обліку, трохи зіпсувалася. Але вони все одно вирішили приготувати з борошна тісто, однак тісто згорнулося, і вийшли пластівці і грудки. Брати від відчаю посмажили ці пластівці, і виявилося, що деякі з них стали повітряними, а деякі набули приємну хрустку консистенцію.

Згодом ці пластівці були запропоновані пацієнтам доктора Келлога в якості нового страви, які подавали до столу з молоком і зефіром вони були дуже популярні.

Додавши в пластівці цукор, Вілл Кіт Келлог зробив їх смак більш прийнятним для широкої аудиторії.

У 1894 році оригінальні кукурудзяні пластівці були запатентовані американським лікарем Джоном Харві Келлогом. У 1906 році Келлог почали масове виробництво нового типу їжі і заснували власну компанію.

Тефлон

Дякувати за винахід тефлону варто хіміка Роя Планкетта. У 1938 році він працював в одній з лабораторій фірми Дюпон (DuPont) в штаті Нью-Джерсі. В ту пору Планкетт вивчав властивості фреонів.

Одного разу він під сильним тиском заморозив тетрафторэтилен, внаслідок чого був отриманий воскоподібний білий порошок, який в подальшому продемонстрував дивовижні властивості.

Охоплений цікавістю Планкетт провів декілька експериментів з новим речовиною і виявив, що порошок не тільки жароміцний, але ще й має низькі фрикційні властивості. Через два роки вже був налагоджений випуск нового матеріалу, і світ дізнався його під назвою «тефлон».

Суперклей

Коли в 1942 році американський хімік Гаррі Кувер створив речовину, яка пізніше буде названо «суперклеєм», він насправді експериментував з новими матеріалами для прицілів в бойовому зброю. Однак речовина з-за зайвої клейкості було забраковано.

У 1951 році американські дослідники під час пошуків термостійкого покриття для кабін винищувачів випадково виявили властивість ціаноакрилату міцно склеювати різні поверхні. В 1955 році була запатентована розробка, а в продаж надійшла в 1959 році.

Суперклей довгий час був присутній у різних американських ток-шоу, де з’ясовувалися його все нові і нові приголомшливі властивості.

Цианокрилатний клей міг склеювати будь-які поверхні, навіть якщо вони не були попередньо зачищені належним чином. Основна проблема цього клею полягає не в тому, щоб намертво склеїти деталі, а в тому, щоб їх потім роз’єднати.

Ударостійке скло

Небитке скло широко використовується в автомобільній промисловості і будівництві. Сьогодні воно всюди, але коли французький вчений Едуард Бенедиктус в 1903 році випадково впустив на підлогу порожню скляну колбу і вона не розбилася, він дуже здивувався.

Як виявилося, до цього в колбі зберігався розчин колодія, розчин випарувався, але стінки судини залишилися покриті його тонким шаром.

У той час у Франції інтенсивно розвивалося автомобілебудування, і вітрове скло виготовляли із звичайного скла, що було причиною багатьох травм водіїв, на що і звернув увагу Бенедиктус.

Він побачив реальну вигоду для порятунку людських життів на використання його винаходу в автомобілях, але автомобілебудівники вважали його занадто дорогим для виробництва. Зараз же воно використовується повсюдно.

Вазелін

Назва «вазелін» було запатентовано у США торгова марка і торговий знак в 1878 році. Всім відоме косметичний і лікувальний засіб винайшов і запатентував емігрував до Америки англійський хімік Роберт Чезбро. У цьому винаході вченому «допомогли» нафтовики.

Коли в 1859 році почався нафтовий бум, Чезбро, спілкуючись з нафтовиками, зацікавився липким нафтопродуктом – парафинообразной масою, яка при нафтовидобутку налипала до бурильним установок і забивала насоси. Він помітив, що робітники постійно використовують цю масу при опіках і порізах як успішно загоювального рани кошти.

Вчений став експериментувати з масою і зумів виділити з неї корисні інгредієнти. Получившимся речовиною він змастив свої численні опіки і шрами, отримані під час дослідів.

Ефект виявився вражаючим. Рани зажили, причому досить швидко. Надалі вражаючу ранозаживляющую здатність цієї речовини Чезбро продовжив удосконалювати і, випробовуючи на собі, спостерігав за результатом.