10 Hard Fought Races in Science History

Soms is het proces van de wetenschap de ultieme kans om politieke, sociale en religieuze grenzen te overwinnen om de mensheid te verbeteren. Soms is het een onbeduidende, spuuggebrande race om te bewijzen wie de grootste slimmeriken heeft. Dit zijn tien van de meest prominente voorbeelden van de geschiedenis van de laatste.

10

Oorzaak van AIDS

In het begin van de jaren tachtig begon een onbekende ziekte slachtoffers te claimen in de Verenigde Staten. Aanvankelijk homo-gerelateerd immuundeficiëntie genoemd, tegen 1982 werd de naam AIDS gebruikt. De ziekte had 121 mensen gedood tegen het einde van 1981, maar wetenschappers wisten nog steeds niet wat het veroorzaakte. De race om uit te vinden was verdeeld tussen teams in Maryland, VS en Parijs, Frankrijk. De teams werden geleid door respectievelijk wetenschappers Robert Gallo en Luc Montagnier.

Het duurde slechts twee jaar voordat het HIV-virus werd ontdekt - gevolgd door een sage van onenigheid over wie het als eerste had ontdekt. Uiteindelijk ging het krediet naar het Franse team van Luc Montagnier - in 1991 gaf Gallo toe dat zijn belangrijkste monsters afkomstig waren uit het Parijse lab. In 2008 won Montagnier de Nobelprijs voor zijn ontdekking, hoewel sommigen dachten dat Gallo genoeg had gedaan om inclusie te rechtvaardigen. Sindsdien hebben de twee mannen een lichtend voorbeeld gegeven van hoe je productief omgaat met conflicten, bijvoorbeeld door artikelen mee te schrijven als 'mede-ontdekkers' van het hiv-virus. Sommige anderen op deze lijst hadden dit voorbeeld kunnen volgen.

9

Produceer menselijke insuline

Sommige rassen in de wetenschap komen organisch uit de staat van wetenschappelijke kennis. De race om synthetische humane insuline te ontwikkelen was van tevoren geregeld. Vijftig jaar lang, vanaf de ontdekking van insuline in de jaren 1920, werd insuline van koeien en varkens gebruikt om menselijke diabetespatiënten te behandelen. Allergische reacties bij sommigen en de moeilijkheid om het aanbod van vee te handhaven, leidde tot de behoefte aan een andere aanpak. Genetische manipulatie via de opkomende recombinant DNA-technologie hield de meeste belofte in. In 1976 organiseerde de leidende Amerikaanse insulineproducent, Eli Lilly & Co, een symposium met vooraanstaande wetenschappers die een hard bevochten driewegrace voortbrachten.

De concurrenten waren biotechbedrijf Genetech, opgericht door wetenschapper Herbert Boyer; de Universiteit van Californië-San Francisco; en een team van Harvard. Elk koos voor een andere aanpak en de leiding in de race sloeg over tussen de teams. Juridische, niet wetenschappelijke beperkingen waren enkele van de lastigste: het Harvard-team verloor een eerste voordeel omdat ze geen laboratorium hadden dat aan de regels voldeed en uiteindelijk gebruikmaakten van een laboratorium in het nabijgelegen MIT. Later had het gebruik van menselijk genetisch materiaal een kwaliteitslabo van bacteriologische oorlogvoering nodig, dus onderhandelde het Harvard-team over het gebruik van een militaire faciliteit in Engeland, terwijl het San Francisco-team hun werk naar Frankrijk bracht. Genetech, die het gen kunstmatig had gesynthetiseerd in plaats van het van de mens te hebben overgenomen, had niet hetzelfde wettelijke obstakel. Genetech won de race, maar de andere teams waren niet ver achter - het hele ding had slechts een paar jaar geduurd. Er zijn 1 miljoen type-1 diabetici in de VS die een lang, normaal leven leiden - ze willen allemaal deze race danken.

8

Ontdekking van Neptunus

De race om Neptunus te ontdekken is ongebruikelijk omdat geen van de partijen wist dat de ander aan het zoeken was. In het midden van de 19e eeuw viel het op dat de baan van Uranus niet paste bij wat van de modellen van de dag werd verwacht. In juni 1846 presenteerde de Franse wiskundige Urbain Jean Joseph Le Verrier aan de Franse Académie des sciences een memoires die zijn voorspellingen beschrijft voor een nieuwe planeet om de problemen met Uranus te verklaren (maak je eigen grappen). Hij wist echter niet dat een soortgelijke voorspelling was gedaan door de Britse wiskundige John Couch Adams en toen ze zich realiseerden dat de Fransen ook mee bezig waren, begonnen de Britten een zoektocht naar de planeet in het observatorium in Greenwich.

De ontdekking werd aangekondigd na zijn waarneming door het observatorium van Berlijn, ingegeven door Le Verrier, in september 1846. De Britten hadden het de vorige maand twee keer eerder ontdekt, zonder het te beseffen omdat hun sterrenkaarten niet up-to-date waren. Toch wilden de Britten hun vorderingen op sommige van de glorie-claims die velen nu als overdreven beschouwen en die Le Verrier verwoest hebben zonder de erkenning die hij echt verdiende, zeer te niet doen.

7

Zoeken naar Element 43

Het periodiek systeem is een van de meest elegante en herkenbare prestaties in de wetenschap. De elementen passen redelijk goed in verschillende groepen, op basis van zaken als hun chemische eigenschappen. Toen Dmitri Mendeleev vroege versies van de tafel produceerde tijdens de jaren 1860, was er een opening voor een element dat nog niemand had ontdekt. Mendelejev noemde het voorlopig ekamangaan en het zou al meer dan zestig jaar chemici, veel chemici, ontwijken. Er waren pogingen en valse alarmen van wetenschappers uit Rusland, Duitsland, Japan en Polen die dachten dat ze het misschien hadden gevonden, maar de officiële ontdekking werd gedaan door de Italiaanse natuurkundige en Nobelprijswinnaar Emilio Segre in 1937.

Technetium was het eerste element dat kunstmatig werd geproduceerd. Tegenwoordig zijn er wereldwijd duizenden technetium-generatoren voor medisch gebruik. Het wordt gebruikt in tientallen miljoenen medische scans per jaar en sommige lezers van dit artikel hebben het waarschijnlijk op een gegeven moment geconsumeerd - en het heeft misschien wel een deel van hun leven gered.

6

Race naar baan

Terwijl velen de race naar de maan beschouwen als het hoogtepunt van de ruimtewedloop in de jaren zestig, begon de race om een ​​voorwerp in een baan om de aarde te brengen alles en beheerste het de jaren vijftig. Het begon na de Tweede Wereldoorlog, waarbij de USSR, de VS en het VK zoveel mogelijk raketwetenschappers uit het voormalige nazi-Duitsland verzamelden. Het internationale geofysische jaar 1957-58 was een belangrijke katalysator, een evenement van 67 landen om de wetenschap te bevorderen, inclusief de lancering van een satelliet.

Het vroegste raketproject van de VS, Orbiter, werd halverwege de jaren vijftig stopgezet en de Amerikaanse marine en het Amerikaanse leger voerden een tijdje hun eigen onderzoeksprogramma's uit. Deze gebroken record na record van hoe ver raketten konden bereiken in de ruimte, maar de overwinning in de race om de baan was om elders te gaan. Op 4 oktober 1957 lanceerde de Sovjet-Unie de nu beroemde Spoetnik, die in slechts 98 minuten een baan om de aarde maakte. De VS krabbelden overeind, maar de eerste poging in december 1957 explodeerde tijdens de lancering. De Sovjets lanceerden met succes een hond, Laika genaamd, in een baan voordat de VS erin slaagde zijn Explorer 1 in 1958 in een baan om de aarde te brengen. Je kunt hier luisteren naar de opgenomen uitzendingen van Spoetnik en Explorer.

5

Eerste menselijke harttransplantatie

De geschiedenis van de hartoperatie begint met de Tweede Wereldoorlog. De Amerikaanse legerchirurg Dwight Harken, na oefenen op dieren, werd de eerste persoon die aantoonde dat een operatie aan het menselijk hart mogelijk was door granaatscherven uit de harten van gewonde soldaten te verwijderen. Voor de volgende twintig jaar floreerde de chirurgie van het menselijk hart. Artsen ontwikkelden het vermogen om allerlei hartproblemen te herstellen, onmetelijk geholpen door de uitvinding van de hart-longmachine eind jaren vijftig. Sommige harten konden echter niet worden gerepareerd - een vervanging was nodig.

De allereerste harttransplantatie werd uitgevoerd tussen twee honden in 1959 door Norman Shumway, markerend het begin van een 9-jarige race om als eerste een harttransplantatie bij de mens uit te voeren. Shumway is de leider in het ontwikkelen van de technieken om een ​​harttransplantatie uit te voeren. Hij heeft meer dan 200 honden geopereerd, net als de Brooklyn-chirurg Adrian Kantrowitz. De wereld wachtte op de eerste harttransplantatie en verwachtte dat dit in Amerika zou gebeuren, maar het record werd genomen door een complete buitenstaander uit Zuid-Afrika, Christiaan Barnard. De race werd gestolen en Barnards naam belandde in de geschiedenisboeken, maar de echte helden waren Shumway en Kantrowitz die het harde werk voortzetten om de harttransplantatie in de procedure te veranderen die nu duizenden levens per jaar bespaart.

4

Structuur van DNA

De ontdekking dat DNA de drager was van genetische informatie, werd gemaakt in de jaren 1940. De race om zijn structuur te ontdekken begon kort daarna. Linus Pauling, een van de grootste wetenschappers van de eeuw, werkte aan het project in Californië en stelde een drievoudige helix voor. In de universiteit van King gebruikten Londen, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin een experimentele benadering op basis van röntgendiffractiebeelden van DNA. In Cambridge bouwden Francis Crick en James Watson, geïnspireerd door het werk van Pauling, fysieke modellen in hun laboratorium. Het was de aanpak van Cambridge die succesvol bleek, maar niet zonder controverse.

Wilkins, gefrustreerd door de tegenzin van Franklin om haar theorieën te delen, liet de resultaten van zijn onderzoekspartner zien aan het Cambridge-team zonder haar toestemming. Dit hielp Watson en Crick om een ​​cruciale stap te maken en zij kondigden hun ontdekking van de dubbele helix kort daarna aan. Watson, Crick en Wilkins wonnen de Nobelprijs in 1962, maar Rosalind Franklin stierf in 1958 en tragisch over het hoofd gezien. De Oostenrijkse biochemicus Erwin Chargaff, wiens werk ook veel heeft bijgedragen aan het succes van Watson en Crick, was zo geïrriteerd dat hij zijn glorie-aandeel misliep, dat hij brieven schreef aan wetenschappers over de hele wereld die klaagden, en vervolgens een verzamelmacht werd tegen het hele veld van de microbiologie. .

3

Menselijk genoom project

Weinig wetenschappelijke onderzoeksprojecten hebben hun voltooiing aangekondigd door wereldleiders. Het Human Genome Project was een uitzondering. Bill Clinton en Tony Blair kondigden in juni 2000 een werkende versie van het genoom aan - dit werd gevolgd door de volledige versie in 2003. De aankondiging van 2000 volgde het einde van een zwaar bevochten en soms bittere race naar de finish van een project dat noemde een van de grote prestaties in de menselijke wetenschap, op dezelfde manier als het atoom splitsen en naar de maan gaan.

Het Human Genome Project, een publiek gefinancierd project, werkte sinds 1990 om het genoom te voltooien. Hun concurrent kwam laat in het spel. Celera Genomics, opgericht door de beroemde wetenschapper Craig Venter, kondigde in april 2000 aan dat ze mogelijk weken verwijderd waren van het publiceren van een werkversie. De race was te dichtbij om te bellen en de sprint was aan de gang. Uiteindelijk, na weken van onderhandeling, verklaarden de twee partijen een gelijkspel en werd de aankondiging van voltooiing gezamenlijk gedaan. Hoewel er veel overdrijving was, had de snelle medische revolutie waar velen op hadden gehoopt nooit helemaal plaatsgevonden, maar het project blijft vandaag een enorme prestatie en onschatbare waarde in medisch onderzoek.

2

Liquefy Hydrogen and Helium

Heike Onnes en James Dewar hadden een van de felste carrière-lange rivaliteit in de geschiedenis van de wetenschap. De twee mannen konden niet minder op elkaar lijken. Dewar vertegenwoordigde het oude archetype van de wetenschap, een eenzame genie die zijn geheimen bewaakte, zijn eigen uitrusting bouwde (hij vond de thermoskan uit) en, zoals het vergelijkbare eenzame genie Newton had gedaan, vervreemden en irriteerde hij bijna elk van zijn leeftijdsgenoten. Onnes keek vooruit en voorzag in een open, cumulatieve wereldwijde wetenschappelijke inspanning.

De twee mannen raceten als eerste om waterstof vloeibaar te maken, maar het begon niet goed. De assistenten van Dewar raakten gewond, inclusief het verlies van ogen, door exploderende apparatuur - dus de Nederlandse autoriteiten sloten het laboratorium van Onnes drie jaar lang af uit angst dat hetzelfde daar zou gebeuren. Die race ging naar Dewar, maar helaas voor hem had iemand een nieuw element-helium geïsoleerd. Helium condenseert bij een lagere temperatuur dan welk ander element dan ook, waarbij de doelpalen verschuiven voor het uiteindelijke doel in de kou. Dewars vermogen om iedereen te vervreemden, strekte zich uit naar de wetenschappers die dit nieuwe element produceerden, waardoor zijn vooruitgang werd belemmerd. Onnes was de eerste tot de nieuwe eindstreep, waarmee hij een Nobelprijs ontving. Dewar ging verder met het bestuderen van zeepbellen, en wetenschappers noemen vandaag nog steeds thermosflessen van Dewar-flacons.Onnes-onderzoek naar de kou ging door - uiteindelijk ontdekte en bedacht hij de term supergeleiding. Al met al een aardige vent. (Sorry, we konden het niet laten).

1

Gebruik Fusion Power

Uitgeruste kernfusie is een bron van droomenergie. Het zou een badkuip met zeewater mogelijk maken om evenveel energie te produceren als 100 ton steenkool, met nauwelijks afval, en het zou veilig zijn. Als een bijkomend voordeel is dit de enige manier waarop we helium kunnen produceren, een belangrijke hulpbron die snel opraakt. Helaas blijft het de brandstof van de toekomst.

Er zijn meerdere voorgestelde methoden die kunnen worden gebruikt in een kernfusiefabriek. In Californië gebruiken wetenschappers in het Lawrence Livermore National Laboratory heel veel lasers, hoewel hun focus nu meer verschuift naar onderzoek naar kernwapens. De grootste mededinger maakt gebruik van veel echt krachtige magneten om te controleren wat in feite de miniatuurster is die in een fusie-installatie zou worden geproduceerd. De ITER-project en gefinancierd door de Europese Unie, China, India, Japan, Zuid-Korea, Rusland en de VS, is een werkende fabriek in aanbouw met het doel van de werking in de 2020s. Kleinere projecten omvatten de NSTX van Princeton en de Amerikaanse marine financiert onderzoek naar een alternatief type reactor, de Polywell.

De race om kernfusie te kraken is aan de gang sinds de late jaren 1940, waardoor het een droom is achterna gezeten door wetenschappers die langer zijn dan alle andere op deze lijst. Hoe harder de race, hoe groter de prijs, en het helpen van het redden van de wereld is zeker iets om op te richten.