10 hårda kämpade raser i vetenskapshistoria

Ibland är vetenskapsprocessen det ultimata tillfälle för att övervinna politiska, sociala och religiösa gränser för bättre mänsklighet. Ibland är det en liten, spat-fueled race för att bevisa vem som har den största smarts. Dessa är tio av historiens mest framträdande exempel på den senare.

10

Orsak till aids

I början av 1980-talet började en okänd sjukdom göra anspråk på offer i USA. Ursprungligen benämnd Gayrelaterad Immunbrist, år 1982 var namnet AIDS agerat. Sjukdomen hade dödat 121 personer i slutet av 1981, men forskare visste fortfarande inte vad som orsakade det. Loppet att ta reda på var splittrat mellan lag i Maryland, USA och Paris, Frankrike. Lagen leddes av forskare Robert Gallo respektive Luc Montagnier.

Det tog bara två år för att HIV-viruset skulle upptäckas - följt av en saga av meningsskiljaktighet över vem som hade upptäckt det först. I slutändan gick krediten till Luc Montagniers franska lag 1991, erkände Gallo att hans nyckelprover kom från Paris lab. År 2008 vann Montagnier Nobelpriset för hans upptäckt, men någon trodde att Gallo hade gjort tillräckligt för att motivera inkludering. Sedan har de två männen ett skenbart exempel på hur man hanterar konflikt på ett produktivt sätt, till exempel medskrivande av artiklar som "co-upptäckare" av HIV-viruset. Vissa andra på den här listan skulle kunna ha gjort med att följa det exemplet.

9

Producera human insulin

Vissa raser i vetenskap uppstår organiskt från vetenskapliga kunskapens tillstånd. Loppet att utveckla syntetiskt humant insulin var ordnat på framsidan. I femtio år, från upptäckten av insulin på 1920-talet, hade ko och grisinsulin använts för att behandla humana diabetespatienter. Allergiska reaktioner i vissa och svårigheten att upprätthålla försörjningen från boskap ledde till behovet av ett annat tillvägagångssätt. Geneteknik genom den framväxande rekombinanta DNA-tekniken höll det största löftet. År 1976 arrangerade den ledande amerikanska insulinproducenten Eli Lilly & Co ett symposium med ledande forskare som utlöste en hårdstridad trevägsrace.

Konkurrenterna var bioteknikföretaget Genetech, grundat av forskare Herbert Boyer; University of California-San Francisco; och ett lag från Harvard. Var och en valde ett annat tillvägagångssätt och ledningen i tävlingen hoppade runt mellan lagen. Juridiska, inte vetenskapliga begränsningar var några av de mest besvärliga. Harvard-laget förlorade en första fördel eftersom de inte hade ett labb som uppfyllde föreskrifter och så småningom använde ett laboratorium på närliggande MIT. Senare krävde användningen av mänskligt genetiskt material ett kvalitetslaboratorium för krigskrigare, så Harvard-laget förhandlade fram användning av en militär anläggning i England, medan San Francisco-laget tog sitt arbete till Frankrike. Genetech, som syntetiserat genen artificiellt istället för att ta den från människor, hade inte samma rättsliga hinder. Genetech vann tävlingen men de andra lagen hade inte varit långt bakom - det hela hade tagit bara ett par år. Det finns 1 miljon typ 1 diabetes drabbade i USA som lever långa, normala liv - de har alla denna race att tacka.

8

Discovery of Neptune

Loppet att upptäcka Neptun är ovanligt, eftersom ingen av parterna visste att den andra sökte. I mitten av 1800-talet märktes det att orkanen i Uranus inte passade vad som förväntades av dagens modeller. I juni 1846 presenterade den franska matematikern Urbain Jean Joseph Le Verrier för franska Akademien av vetenskaper ett memoir som beskriver hans förutsägelser för en ny planet för att redogöra för problemen med Uranus (gör egna skämt). Han visste emellertid inte att en liknande förutsägelse hade gjorts av den brittiska matematikern John Couch Adams och när de insåg att fransmännen också var på den, började britterna en sökning efter planeten vid Greenwich observatoriet.

Upptäckten offentliggjordes efter observationen av Berlins observatorium, uppmanad av Le Verrier, i september 1846. Britterna hade faktiskt funnit det föregående månad, två gånger, utan att förstå det eftersom deras stjärnkort inte var aktuella. Fortfarande vill de inte vara överträffade britterna mycket välkända sina påståenden om några av de härskande påståenden som många nu anser vara överdrivna, och som förstörde Le Verrier som dog utan det erkännande som han verkligen förtjänat.

7

Sök efter Element 43

Det periodiska tabellen är en av de mest eleganta och igenkännbara prestationerna inom vetenskapen. Elementen passar ganska snyggt in i olika grupper, baserat på saker som deras kemiska egenskaper. När Dmitri Mendeleev producerade tidiga versioner av bordet under 1860-talet fanns det ett gap för ett element som ingen ännu hade upptäckt. Mendeleev kallade provisoriskt det ekamanganese och det skulle gå vidare till elude kemiker, massor av kemister, i över sextio år. Det fanns försök och falska larm från forskare från Ryssland, Tyskland, Japan och Polen som trodde att de kanske hade hittat det, men den officiella upptäckten gjordes av italiensk fysiker och nobelpristagare Emilio Segre 1937.

Technetium var det första elementet som skulle produceras konstgjort. Idag finns det tusentals technetiumgeneratorer över hela världen för medicinska användningsområden. Den används i tiotals miljoner medicinska skanningar per år och vissa läsare av denna artikel har sannolikt konsumerat det vid någon tidpunkt - och det kan väl ha sparat några av sina liv.

6

Race to Orbit

Medan många anser att loppet till månen är toppen av rymdloppet på 1960-talet, började loppet att sätta ett objekt i omlopp allt och dominerade 1950-talet. Det började efter andra världskriget, med Sovjetunionen, USA och Storbritannien samlar så många raketforskare från det tidigare nazistiska Tysklandet som möjligt. Det internationella geofysiska året 1957-58 var en nyckelkatalysator, en 67-landshändelse för vidare vetenskap inklusive lansering av en satellit.

USAs tidigaste raketprojekt, Orbiter, stoppades i mitten av 1950-talet och US Navy och US Army genomförde sina egna forskningsprogram för ett tag. Dessa krossade rekord efter rekord av hur långt missiler kunde nå ut i rymden, men seger i tävlingen att bana skulle gå någon annanstans. Den 4 oktober 1957 lanserade Sovjetunionen den nu berömda Sputnik-en som fortsatte att bana jorden på bara 98 minuter. USA krypterade för att komma ikapp, men dess första försök i december 1957 exploderade under lanseringen. Sovjeterna lanserade framgångsrikt en hund, namnet Laika, i omloppsbana innan USA lyckades sätta sin Explorer 1 i omlopp 1958. Du kan lyssna på inspelade överföringar av Sputnik och Explorer här.

5

Första mänskliga hjärttransplantation

Historien om hjärtkirurgi börjar med andra världskriget. Den amerikanska armékirurgen Dwight Harken, efter att ha övat på djur, blev den första personen som bevisade att operationen på det mänskliga hjärtat var möjligt genom att avlägsna shrapnel från de skadade soldaternas hjärtan. Under de kommande tjugo åren blomstrade hjärtinfarkt. Läkare utvecklade förmågan att reparera alla typer av hjärtsjukdomar, som stöddes oupphörligt genom uppfinningen av hjärtlungsmaskinen i slutet av femtiotalet. Vissa hjärtan kunde dock inte repareras - en ersättning var nödvändig.

Den första hjärtatransplantationen genomfördes mellan två hundar 1959 av Norman Shumway, som markerade starten på en 9-årig ras för att vara den första som utför en hjärttransplantation. Shumway leder fältet i att utveckla teknikerna för att utföra en hjärttransplantation. Han opererade på över 200 hundar, liksom Brooklyn-kirurg Adrian Kantrowitz. Världen väntade på den första hjärttransplantationen och förväntade sig att det skulle ske i Amerika, men posten togs av en komplett utomstående från Sydafrika, Christiaan Barnard. Loppet blev stulen och Barnards namn landade i historia böckerna, men de verkliga hjältarna var Shumway och Kantrowitz som fortsatte det hårda arbetet för att vända hjärttransplantationen till det förfarande som nu sparar tusentals liv per år.

4

Struktur av DNA

Upptäckten att DNA var bärare av genetisk information gjordes på 1940-talet. Loppet att upptäcka sin struktur började strax efter. Linus Pauling, en av seklets största forskare, arbetade på projektet i Kalifornien och föreslog en trippelhelix. I King College, London, använde Maurice Wilkins och Rosalind Franklin ett experimentellt tillvägagångssätt baserat på röntgendiffraktionsbilder av DNA. I Cambridge byggde Francis Crick och James Watson, inspirerade av Paulings arbete, fysiska modeller i deras lab. Det var tillvägagångssättet från Cambridge som visat sig vara framgångsrikt, men inte utan kontrovers.

Wilkins, frustrerad mot Franklins motvilja att dela med sig av sina teorier, visade sin forskningspartners resultat till Cambridge-laget utan hennes samtycke. Detta hjälpte Watson och Crick att göra ett avgörande steg, och de tillkännagav deras upptäckt av dubbelspetsen kort efteråt. Watson, Crick och Wilkins vann Nobelpriset 1962, men Rosalind Franklin dog 1958 och tragiskt missade. Österrikisk biokemist Erwin Chargaff, vars arbete också hade bidragit kraftigt till Watson och Cricks framgång, var så irriterad att han saknade sin del av ära som han skrev brev till vetenskapsmän runt om i världen klagade, blev sedan en rallykraft mot hela fältet mikrobiologi .

3

Human Genome Project

Få vetenskapliga forskningsprojekt har upprättats av världsledare. Human Genome Project var ett undantag. Bill Clinton och Tony Blair tillkännagav ett arbetande utkast till genomet i juni 2000 - detta följdes av det fullständiga året 2003. År 2000 års meddelande följde slutet på en hårdkämpad och ibland bitter ras till slutet av ett projekt som har varit kallas en av de stora prestationerna inom humanvetenskap, på samma sätt som att splittra atomen och gå till månen.

Human Genome Project, ett offentligt finansierat projekt, hade arbetat sedan 1990 för att slutföra genomet. Deras konkurrent kom sent i matchen. Celera Genomics, grundad av den berömda forskaren Craig Venter, tillkännagav i april 2000 att de var potentiellt veckor borta från att publicera ett arbetsförslag. Loppet var för nära att ringa och sprinten var på. I slutändan, efter veckors förhandlingar, deklarerade de två sidorna, och meddelandet om slutförandet gjordes gemensamt. Medan det var mycket hyperbole hade den snabba medicinska revolutionen många hoppats på att aldrig kom, men projektet är fortfarande en enorm prestation och ovärderlig i medicinsk forskning idag.

2

Liquefy Hydrogen och Helium

Heike Onnes och James Dewar hade en av de hårdaste karriärlånga rivaliteterna i vetenskapens historia. De två männen kunde inte ha varit mindre lika. Dewar representerade den gamla arketypen av vetenskap, en ensam geni som vaktade sina hemligheter, byggde sin egen utrustning (han uppfann vakuumkolven) och, som det liknande ensamma geniet Newton hade gjort, alienerar och irriterar nästan var och en av sina kamrater. Onnes såg framåt och förutsåg en öppen, kumulativ världsomspännande vetenskaplig insats.

De två männen tävlade för att vara den första som försvann väte, men det började inte bra. Dewars assistenter skadades, bland annat förlorade ögon, genom exploderande utrustning, så de nederländska myndigheterna stängde Onnes laboratorium i tre år av rädsla för att samma skulle hända där. Den rasen gick till Dewar men tyvärr för honom hade någon isolerat ett nytt element-helium. Helium kondenserar vid en lägre temperatur än något annat element, förskjutning av målstolparna för det ultimata målet i kallt tillstånd. Dewar förmåga att alienera alla utsträckta till forskarna som producerar detta nya element, stampar hans framsteg. Onnes var den första till den nya målstregen, som gav honom ett Nobelpris. Dewar fortsatte med att studera tvålbubblor, och forskare kallar fortfarande vakuumflaskor Dewar-kolvar idag.Onnes forskning på kall fortsatte - han upptäckte så småningom och myntade termen superledande. Allt som allt en ganska cool kille. (Tyvärr, vi kunde inte motstå).

1

Harness Fusion Power

Härnösad kärnfusion är en energikälla för dröm. Det skulle möjliggöra ett badkar med havsvatten för att producera så mycket energi som 100 ton kol, med knappast något avfall, och det skulle vara säkert. Som en extra fördel är det enda sättet att tillverka helium, en viktig resurs som snabbt löper ut. Tyvärr är det fortfarande framtida bränsle.

Det finns flera föreslagna metoder som kan användas i en kärnfusionsanläggning. I Kalifornien använder forskare i Lawrence Livermore National Laboratory massor och många lasrar, men deras fokus har nu skiftats mer mot kärnvapenforskning. Den största contenderen använder massor av riktigt kraftfulla magneter för att kontrollera vad som är effektivt miniatyrstjärnan som skulle produceras i en fusionsanläggning. Kallas ITER-projektet och finansieras av Europeiska unionen, Kina, Indien, Japan, Sydkorea, Ryssland och USA, är en arbetsanläggning under uppbyggnad med målet att fungera under 2020-talet. Mindre projekt inkluderar Princetons NSTX och US Navy finansierar forskning om en alternativ typ av reaktor som kallas Polywell.

Loppet att spricka kärnfusion har pågått sedan slutet av 1940-talet, vilket gör det till en dröm jagad av forskare längre än någon annan på denna lista. Ju svårare tävlingen är desto större är priset - och hjälper till att rädda världen, definitivt något att sikta på.