Nauka i technologia w Stanach Zjednoczonych - Science and technology in the United States

Nauka i technologia w Stanach Zjednoczonych mają długą historię , tworząc wiele ważnych postaci i postępów w tej dziedzinie. Stany Zjednoczone Ameryki powstały okolice Oświecenia (1685 do 1815), era w filozofii zachodniej , w którym pisarze i myśliciele, odrzucając postrzeganych przesądy przeszłości, zamiast wybrał podkreślić życia intelektualnego, naukowego i kulturalnego, koncentrował się na XVIII wieku, w którym rozum był zalecany jako główne źródło legitymizacji i autorytetu. Filozofowie oświeceniowi wyobrażali sobie „republikę nauki”, w której idee będą swobodnie wymieniane, a użyteczna wiedza poprawiłaby los wszystkich obywateli.

Sama Konstytucja Stanów Zjednoczonych odzwierciedla pragnienie wspierania kreatywności naukowej. Daje Kongresowi Stanów Zjednoczonych uprawnienia do „promowania postępu nauki i użytecznych sztuk, zapewniając na ograniczony czas autorom i wynalazcom wyłączne prawo do ich odpowiednich pism i odkryć”. Klauzula ta stanowiła podstawę dla amerykańskich systemów patentowych i praw autorskich , dzięki którym twórcy oryginalnej sztuki i technologii uzyskiwali rządowy monopol, który po ograniczonym okresie stałby się wolny dla wszystkich obywateli, wzbogacając tym samym domenę publiczną .

Wczesna nauka amerykańska

Benjamin Franklin , jeden z pierwszych wczesnych amerykańskich naukowców.

W pierwszych dziesięcioleciach swojej historii Stany Zjednoczone były stosunkowo odizolowane od Europy, a także dość biedne. Na tym etapie amerykańska infrastruktura naukowa była nadal dość prymitywna w porównaniu z istniejącymi od dawna towarzystwami, instytutami i uniwersytetami w Europie.

Ośmiu ojców założycieli Ameryki było naukowcami o pewnej reputacji. Benjamin Franklin przeprowadził serię eksperymentów, które pogłębiły ludzkie zrozumienie elektryczności . Między innymi udowodnił to, co było podejrzewane, ale nigdy wcześniej nie pokazywane: że piorun jest formą elektryczności. Franklin wynalazł również takie udogodnienia jak okulary dwuogniskowe. Franklin wymyślił również piec środkowy, „Piec Franklina”. Jednak projekt Franklina był wadliwy, ponieważ jego piec odprowadzał dym ze swojej podstawy: ponieważ piec nie miał komina, który mógłby „wciągnąć” świeże powietrze w górę przez centralną komorę, ogień wkrótce zgasł. Dopiero David R. Rittenhouse, inny bohater wczesnej Filadelfii, ulepszył projekt Franklina, dodając rurę wydechową w kształcie litery L, która wciągała powietrze przez piec i odprowadzała dym w górę i wzdłuż sufitu, a następnie do wewnętrznego komina i na zewnątrz. Dom.

Thomas Jefferson (1743-1826), był jednym z najbardziej wpływowych przywódców we wczesnej Ameryce; podczas wojny o niepodległość Stanów Zjednoczonych (1775-1783), Jefferson służył w legislaturze Wirginii, Kongresie Kontynentalnym, był gubernatorem Wirginii, później służył jako minister USA we Francji, sekretarz stanu USA, wiceprezydent za Johna Adamsa (1735-1826) , autor Deklaracji Niepodległości i trzeci prezydent USA. Podczas dwóch kadencji Jeffersona (1801-1809) Stany Zjednoczone zakupiły Terytorium Luizjany, a Lewis i Clark badali nowe ogromne nabycie. Po opuszczeniu urzędu przeszedł na emeryturę do swojej plantacji w Wirginii, Monticello, i pomagał stać na czele Uniwersytetu Wirginii. Jefferson był także studentem rolnictwa, który wprowadził do Nowego Świata różne rodzaje ryżu, drzew oliwnych i traw. Podkreślił naukowy aspekt ekspedycji Lewisa i Clarka (1804–2006), która badała północno-zachodni Pacyfik , a szczegółowe, systematyczne informacje na temat roślin i zwierząt tego regionu były jednym ze spuścizny po tej ekspedycji.

Podobnie jak Franklin i Jefferson, większość amerykańskich naukowców końca XVIII wieku była zaangażowana w walkę o niepodległość Ameryki i stworzenie nowego narodu. Wśród tych naukowców znaleźli się astronom David Rittenhouse , naukowiec medyczny Benjamin Rush i historyk przyrody Charles Willson Peale .

Podczas rewolucji amerykańskiej Rittenhouse pomógł zaprojektować obronę Filadelfii oraz zbudował teleskopy i instrumenty nawigacyjne dla służb wojskowych Stanów Zjednoczonych. Po wojnie Rittenhouse zaprojektował systemy dróg i kanałów dla stanu Pensylwania . Później wrócił do badania gwiazd i planet i zyskał światową reputację w tej dziedzinie.

Jako Naczelny Chirurg Stanów Zjednoczonych Benjamin Rush uratował niezliczone życie żołnierzy podczas wojny o niepodległość Stanów Zjednoczonych , promując praktyki higieny i zdrowia publicznego . Wprowadzając nowe metody leczenia, uczynił ze szpitala Pennsylvania Hospital w Filadelfii przykład oświecenia medycznego, a po odbyciu służby wojskowej Rush założył pierwszą bezpłatną klinikę w Stanach Zjednoczonych.

Charles Willson Peale jest najlepiej zapamiętany jako artysta, ale był także historykiem przyrody, wynalazcą, pedagogiem i politykiem. Stworzył pierwsze duże muzeum w Stanach Zjednoczonych, Peale Museum w Filadelfii, w którym mieściła się jedyna w młodym kraju kolekcja okazów historii naturalnej Ameryki Północnej. Peale odkopał kości starożytnego mastodonta w pobliżu West Point w stanie Nowy Jork ; spędził trzy miesiące montując szkielet, a następnie wystawił go w swoim muzeum. Muzeum Peale zapoczątkowało amerykańską tradycję udostępniania wiedzy naukowej szerokiej publiczności.

Imigracja naukowa

Entuzjazm amerykańskich przywódców politycznych dla wiedzy pomógł również zapewnić ciepłe przyjęcie dla naukowców z innych krajów. Godnym uwagi wczesnym imigrantem był brytyjski chemik Joseph Priestley , który został wypędzony ze swojej ojczyzny z powodu swojej odmiennej polityki. Priestley, który wyjechał do Stanów Zjednoczonych w 1794 roku, był pierwszym z tysięcy utalentowanych naukowców, którzy wyemigrowali w poszukiwaniu wolnego, kreatywnego środowiska.

Alexander Graham Bell wykonał pierwszą rozmowę telefoniczną z Nowego Jorku do Chicago w 1892 r.

Inni naukowcy przybyli do Stanów Zjednoczonych, aby wziąć udział w szybkim rozwoju kraju. Alexander Graham Bell , który przybył ze Szkocji przez Kanadę w 1872 roku, opracował i opatentował telefon i związane z nim wynalazki. Charles Proteus Steinmetz , który przybył z Niemiec w 1889 roku, opracował nowe systemy elektryczne prądu przemiennego w General Electric Company , a Vladimir Zworykin , imigrant z Rosji w 1919 roku przybył do Stanów, przynosząc swoją wiedzę na temat promieni rentgenowskich i lamp katodowych, a później zdobył swój pierwszy patent na wymyślony przez siebie system telewizyjny . Serbski Nikola Tesla udał się do Stanów Zjednoczonych w 1884 roku, a później dostosować zasadę wirującego pola magnetycznego w rozwoju prądu przemiennego silnika indukcyjnego i układu wielofazowego dla wytwarzania, przesyłania, dystrybucji i użytkowania energii elektrycznej.

Na początku XX wieku Europa pozostawała ośrodkiem badań naukowych, zwłaszcza w Anglii i Niemczech. Od lat 20. XX wieku napięcia zwiastujące początek II wojny światowej spowodowały sporadyczne, ale stałe emigracje naukowe, czyli „ drenaż mózgów ” w Europie. Wielu z tych emigrantów było żydowskimi naukowcami, obawiając się reperkusji antysemityzmu, zwłaszcza w Niemczech i Włoszech, i szukali schronienia w Stanach Zjednoczonych. Jednym z pierwszych, który to zrobił, był Albert Einstein w 1933 roku. Za jego namową, a często z jego poparciem, spory procent niemieckiej społeczności fizyków teoretycznych, wcześniej najlepszej na świecie, wyjechał do Stanów Zjednoczonych. Enrico Fermi przybył z Włoch w 1938 roku i kierował pracami, które doprowadziły do ​​pierwszej na świecie samowystarczalnej jądrowej reakcji łańcuchowej . Wielu innych znanych naukowców przeniosło się do USA podczas tej samej fali emigracji, w tym Niels Bohr , Victor Weisskopf , Otto Stern i Eugene Wigner .

Kilka przełomów naukowych i technologicznych w epoce atomu było dziełem takich imigrantów, którzy dostrzegli potencjalne zagrożenia i zastosowania nowej technologii. Na przykład to niemiecki profesor Einstein i jego węgierski kolega Leó Szilárd przejęli inicjatywę i przekonali prezydenta Franklina D. Roosevelta do kontynuowania kluczowego Projektu Manhattan . Wielu fizyków, którzy przyczynili się do realizacji projektu, stanowili również europejscy imigranci, tacy jak węgierski Edward Teller , „ojciec bomby wodorowej” i niemiecki laureat Nagrody Nobla Hans Bethe . Ich wkład naukowy, w połączeniu z alianckimi zasobami i obiektami, pomógł uczynić Stany Zjednoczone w czasie II wojny światowej niezrównanym naukowym molochem. W rzeczywistości operacja Alsos Projektu Manhattan i jej elementy, chociaż nie zostały zaprojektowane do rekrutacji europejskich naukowców, z powodzeniem zebrały i oceniły wojskowe badania naukowe Osi pod koniec wojny, zwłaszcza te dotyczące niemieckiego projektu energii jądrowej , tylko po to, by stwierdzić, że lat za swoim amerykańskim odpowiednikiem.

Fizyk teoretyczny Albert Einstein , który wyemigrował do Stanów Zjednoczonych, aby uciec przed nazistowskimi prześladowaniami, jest przykładem ucieczki kapitału ludzkiego w wyniku zmian politycznych.

Kiedy skończyła się II wojna światowa, Stany Zjednoczone, Wielka Brytania i Związek Radziecki zamierzały wykorzystać nazistowskie badania i rywalizować o łupy wojenne. Podczas gdy prezydent Harry S. Truman odmówił zapewnienia schronienia ideologicznie zaangażowanym członkom partii nazistowskiej, Biuro Służb Strategicznych wprowadziło operację Paperclip , prowadzoną w ramach Joint Intelligence Objectives Agency. Program ten potajemnie oferował niekwalifikującym się intelektualistom i technikom wybielone dossier, biografie i zatrudnienie. Byli nazistowscy naukowcy nadzorowani przez JIOA byli zatrudnieni przez wojsko USA od czasu pokonania nazistowskiego reżimu w Projekcie Overcast, ale Operacja Paperclip odważyła się systematycznie przydzielać niemieckie badania nuklearne i lotnicze oraz naukowców na stanowiska wojskowe i cywilne, począwszy od sierpnia 1945 r. Do zakończenia programu w 1990 roku Operacja Paperclip miała zrekrutować ponad 1600 takich pracowników w różnych zawodach i dyscyplinach.

Serbsko-amerykański wynalazca Nikola Tesla siedzący w eksperymentalnej stacji Colorado Springs ze swoim „ nadajnikiem powiększającym ” generującym miliony woltów.

W pierwszych fazach Operacji Paperclip wśród rekrutów byli głównie inżynierowie lotnictwa z niemieckiego programu rakiet bojowych V-2 , eksperci medycyny lotniczej i paliw syntetycznych. Być może najbardziej wpływowym z nich był Wernher Von Braun , który pracował nad rakietami Aggregate (pierwszy program rakietowy, który dotarł do przestrzeni kosmicznej) i główny projektant programu rakietowego V-2. Po dotarciu na amerykańską ziemię Von Braun najpierw pracował nad programem ICBM United States Air Force , zanim jego zespół został przeniesiony do NASA . Często uważany za „Ojca Nauki o Rakietach”, jego praca nad rakietą Redstone i pomyślne rozmieszczenie satelity Explorer 1 w odpowiedzi na Sputnika 1 oznaczały początek amerykańskiego programu kosmicznego, a tym samym wyścigu kosmicznego . Późniejszy rozwój rakiety Saturn V przez Von Brauna dla NASA w połowie lat sześćdziesiątych zaowocował pierwszym załogowym lądowaniem na Księżycu, misją Apollo 11 w 1969 roku.

W epoce powojennej Stany Zjednoczone pozostawały na pozycji niekwestionowanego przywództwa naukowego, będąc jednym z niewielu krajów uprzemysłowionych, które nie zostały spustoszone przez wojnę. Ponadto uważano, że nauka i technologia znacznie przyczyniły się do zwycięstwa aliantów w wojnie i były postrzegane jako absolutnie kluczowe w erze zimnej wojny. Ten entuzjazm jednocześnie odmłodził amerykański przemysł i docenił pomysłowość Yankee, zaszczepiając gorliwe ogólnokrajowe inwestycje w „Wielką Naukę” oraz najnowocześniejsze obiekty i programy finansowane przez rząd. Ten mecenat państwowy zapewnił inteligencji atrakcyjne kariery i jeszcze bardziej umocnił naukową prymat Stanów Zjednoczonych. W rezultacie rząd Stanów Zjednoczonych po raz pierwszy stał się największym pojedynczym zwolennikiem podstawowych i stosowanych badań naukowych. W połowie lat pięćdziesiątych ośrodki badawcze w USA nie miały sobie równych, a naukowcy zostali przyciągnięci do USA tylko z tego powodu. Zmieniający się wzór widać u zdobywców Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki i chemii. W ciągu pierwszego półwiecza Nagrody Nobla – od 1901 do 1950 – amerykańscy laureaci stanowili wyraźną mniejszość w kategoriach naukowych. Od 1950 roku Amerykanie zdobyli około połowy Nagród Nobla przyznawanych w dziedzinie nauk ścisłych. Zobacz listę laureatów Nagrody Nobla według krajów .

American Brain Gain trwał przez całą zimną wojnę , gdy napięcia w bloku wschodnim stale narastały , co spowodowało stały napływ uciekinierów, uchodźców i emigrantów. Partycja z Niemiec, dla jednego, wytrąca się ponad trzy i pół miliona NRD - w Republikflüchtling - przejść do Berlina Zachodniego przez 1961 roku większość z nich młodych, dobrze wykształconych, wykwalifikowanych specjalistów lub wykwalifikowanych pracowników - inteligencja - zaostrzając człowieka ucieczka kapitału w NRD na korzyść krajów zachodnich, w tym Stanów Zjednoczonych.

Napływ technologii z zagranicy odegrał ważną rolę w rozwoju Stanów Zjednoczonych, zwłaszcza pod koniec XIX wieku. Sprzyjające warunki bezpieczeństwa w USA, które pozwoliły na stosunkowo niskie wydatki na obronę. Wysokie bariery handlowe sprzyjały rozwojowi krajowego przemysłu wytwórczego i napływowi technologii zagranicznych.

Amerykańska nauka stosowana

Men of Progress , reprezentujący 19 współczesnych amerykańskich wynalazców, 1857

W XIX wieku Wielka Brytania , Francja i Niemcy były na czele nowych pomysłów w nauce i matematyce. Ale jeśli Stany Zjednoczone pozostawały w tyle w formułowaniu teorii, celowały w wykorzystywaniu teorii do rozwiązywania problemów: nauk stosowanych . Ta tradycja zrodziła się z konieczności. Ponieważ Amerykanie żyli tak daleko od źródeł zachodniej nauki i produkcji, często musieli wymyślać własne sposoby działania. Kiedy Amerykanie połączyli wiedzę teoretyczną z „ jankeską pomysłowością ”, w rezultacie powstał strumień ważnych wynalazków. Do wielkich amerykańskich wynalazców należą Robert Fulton ( parowiec ); Samuel Morse ( telegraf ); Eli Whitney ( gin bawełny ); Cyrus McCormick ( żniwiarz ); i Thomas Alva Edison , najbardziej płodny z nich wszystkich, z ponad tysiącem wynalazków przypisanych jego imieniu.

Pierwszy lot Wright Flyer I, 17 grudnia 1903, pilot Orville, Wilbur biegnie na końcu skrzydła.

Edison nie zawsze był pierwszym, który opracował aplikację naukową, ale często to on doprowadzał pomysł do praktycznego zakończenia. Na przykład brytyjski inżynier Joseph Swan zbudował żarową lampę elektryczną w 1860 roku, prawie 20 lat przed Edisonem. Ale żarówki Edisona wytrzymywały znacznie dłużej niż żarówki Swana i można je było włączać i wyłączać pojedynczo, podczas gdy żarówki Swana mogły być używane tylko w systemie, w którym kilka świateł było włączanych lub wyłączanych jednocześnie. Edison kontynuował ulepszanie żarówki wraz z rozwojem systemów wytwarzania energii elektrycznej . W ciągu 30 lat jego wynalazki wprowadziły oświetlenie elektryczne do milionów domów.

Howard Hughes ze swoim Boeingiem 100 w latach 40.

Innym przełomowym zastosowaniem idei naukowych do zastosowań praktycznych była innowacja braci Wilbur i Orville Wright . W latach 90. XIX wieku zafascynowali się relacjami z niemieckich eksperymentów szybowcowych i rozpoczęli własne badania nad zasadami latania. Łącząc wiedzę naukową i umiejętności mechaniczne, bracia Wright zbudowali i latali kilkoma szybowcami . Następnie, 17 grudnia 1903 roku, z powodzeniem oblatali pierwszy cięższy od powietrza samolot z napędem mechanicznym .

Amerykański wynalazek, ledwie zauważony w 1947 roku, zapoczątkował epokę informacyjną . W tym samym roku John Bardeen , William Shockley i Walter Brattain z Bell Laboratories wykorzystali wysoce wyrafinowane zasady fizyki kwantowej, aby wynaleźć tranzystor , mały substytut nieporęcznej lampy próżniowej . To i wynalezione 10 lat później urządzenie, układ scalony , umożliwiło pakowanie ogromnych ilości elektroniki do maleńkich pojemników. W rezultacie dzisiejsze komputery wielkości książki mogą przewyższać komputery wielkości pokoju z lat 60. XX wieku i nastąpiła rewolucja w sposobie życia ludzi – w tym, jak pracują, studiują, prowadzą działalność gospodarczą i angażują się w badania.

II wojna światowa miała głęboki wpływ na rozwój nauki i technologii w Stanach Zjednoczonych. Przed II wojną światową rząd federalny w zasadzie nie przejmował odpowiedzialności za wspieranie rozwoju nauki. Podczas wojny rząd federalny i nauka nawiązały nową współpracę. Po wojnie rząd federalny stał się główną rolą we wspieraniu nauki i technologii. W następnych latach rząd federalny wspierał ustanowienie krajowego nowoczesnego systemu nauki i technologii, dzięki czemu Ameryka stała się światowym liderem w nauce i technologii.

Część przeszłej i obecnej dominacji Ameryki w dziedzinie nauk stosowanych wynika z ogromnego budżetu na badania i rozwój, który w 2009 r. wynosił 401,6 miliarda dolarów, ponad dwukrotnie więcej niż 154,1 miliarda dolarów Chin io ponad 25% większy niż 297,9 miliarda Unii Europejskiej.

Epoka atomowa i „wielka nauka”

Jednym z najbardziej spektakularnych i kontrowersyjnych osiągnięć amerykańskiej technologii jest ujarzmienie energii jądrowej . Koncepcje, które doprowadziły do ​​rozszczepienia atomu, zostały opracowane przez naukowców z wielu krajów, ale przekształcenie tych pomysłów w rzeczywistość rozszczepienia jądrowego zostało dokonane w Stanach Zjednoczonych na początku lat 40., zarówno przez wielu Amerykanów, jak i ogromnie pomogło. przez napływ europejskich intelektualistów uciekających przed rosnącą pożogą wywołaną w Europie przez Adolfa Hitlera i Benito Mussoliniego .

W tych kluczowych latach wielu najwybitniejszych europejskich naukowców, zwłaszcza fizyków, wyemigrowało do Stanów Zjednoczonych, gdzie wykonywali większość swojej najważniejszej pracy; byli wśród nich między innymi Hans Bethe , Albert Einstein , Enrico Fermi , Leó Szilárd , Edward Teller , Felix Bloch , Emilio Segre , John von Neumann i Eugene Wigner . Amerykańscy naukowcy ciężko pracowali, aby znaleźć stanowiska w laboratoriach i na uniwersytetach dla swoich europejskich kolegów.

Space Shuttle Columbia startuje na załogą misji w kosmosie.

Po tym, jak niemieccy fizycy podzielili jądro uranu w 1938 r., wielu naukowców doszło do wniosku, że łańcuchowa reakcja jądrowa jest możliwa i możliwa. List Einsteina-Szilárd do prezydent Franklin D. Roosevelt ostrzegł, że to przełom pozwoliłoby na budowę „niezwykle potężnych bomb”. To ostrzeżenie zainspirowało nakaz wykonawczy w sprawie śledztwa dotyczącego użycia uranu jako broni, które później zostało zastąpione podczas II wojny światowej przez Projekt Manhattan, w którym alianci usiłowali być pierwszymi, którzy zbudowali bombę atomową . Projekt zaowocował wybuchem pierwszej takiej bomby w Nowym Meksyku 16 lipca 1945 roku.

Wizualny przykład konstelacji GPS składającej się z 24 satelitów w ruchu z obracającą się Ziemią. Zwróć uwagę, jak liczba satelitów widocznych z danego punktu na powierzchni Ziemi, w tym przykładzie w Golden, Colorado, USA (39.7469° N, 105.2108° W), zmienia się w czasie.

Wynalezienie bomby i jej użycie przeciwko Japonii w sierpniu 1945 roku zapoczątkowało epokę atomową , czas niepokoju związanego z bronią masowego rażenia , który trwał przez zimną wojnę aż do dzisiejszych wysiłków antyproliferacyjnych . Mimo to epoka atomowa charakteryzowała się także pokojowym wykorzystaniem energii jądrowej , tak jak postępy w energetyce jądrowej i medycynie nuklearnej .

Wraz z produkcją bomby atomowej II wojna światowa rozpoczęła również erę znaną jako „ Wielka Nauka ” ze zwiększonym rządowym patronatem badań naukowych. Przewaga naukowo i technologicznie wyrafinowanego kraju stała się aż nazbyt widoczna w czasie wojny, a w ideologicznej zimnej wojnie podążanie za znaczeniem siły naukowej nawet w zastosowaniach w czasie pokoju stało się zbyt duże dla rządu, aby mógł więcej pozostawić samemu filantropii i prywatnemu przemysłowi. Te zwiększone wydatki na badania naukowe i edukację sprawiły, że Stany Zjednoczone znalazły się na czele międzynarodowej społeczności naukowej, co jest niesamowitym wyczynem dla kraju, który jeszcze kilkadziesiąt lat wcześniej musiał wysyłać swoich najbardziej obiecujących studentów do Europy na szeroką edukację naukową.

Pierwsza komercyjna elektrownia jądrowa w USA rozpoczęła działalność w Illinois w 1956 roku. W tym czasie przyszłość energii jądrowej w Stanach Zjednoczonych rysowała się jasno. Jednak przeciwnicy krytykowali bezpieczeństwo elektrowni i kwestionowali możliwość bezpiecznego unieszkodliwiania odpadów nuklearnych . Wypadek w 1979 roku na Three Mile Island w Pensylwanii zwrócił wielu Amerykanów przeciwko energii jądrowej. Koszty budowy elektrowni jądrowej wzrosły, a inne, bardziej ekonomiczne źródła energii zaczęły wyglądać bardziej atrakcyjnie. W latach 70. i 80. plany budowy kilku elektrowni jądrowych zostały anulowane, a przyszłość energetyki jądrowej w Stanach Zjednoczonych pozostaje niepewna.

Tymczasem amerykańscy naukowcy eksperymentują z innymi odnawialnymi źródłami energii , w tym energią słoneczną . Chociaż wytwarzanie energii słonecznej nadal nie jest opłacalne w dużej części Stanów Zjednoczonych, ostatnie zmiany mogą sprawić, że będzie ona bardziej przystępna cenowo.

Telekomunikacja i technologia

Bill Gates i Steve Jobs na piątej konferencji D: All Things Digital (D5) w 2007 r.

Od 80 lat Stany Zjednoczone są integralną częścią fundamentalnych postępów w telekomunikacji i technologii. Na przykład Bell Laboratories AT&T zapoczątkowało amerykańską rewolucję technologiczną serią wynalazków, w tym pierwszą praktyczną diodą emitującą światło ( LED ), tranzystorem , językiem programowania C i systemem operacyjnym komputera Unix . SRI International i Xerox PARC w Dolinie Krzemowej pomogły stworzyć przemysł komputerów osobistych , podczas gdy ARPA i NASA sfinansowały rozwój ARPANET i Internetu .

Herman Hollerith był zaledwie dwudziestoletnim inżynierem, kiedy zdał sobie sprawę z potrzeby lepszego sposobu przeprowadzenia spisu przez rząd Stanów Zjednoczonych, a następnie przystąpił do opracowania w tym celu elektromechanicznych tabulatorów. Efektem netto wielu zmian w stosunku do spisu z 1880 r .: większej populacji, gromadzonych danych, liczby pracowników Biura Spisu Ludności, planowanych publikacji oraz stosowania elektromechanicznych tabulatorów Holleritha było skrócenie czasu potrzebnego do przetworzenia spisu. od ośmiu lat dla spisu z 1880 roku do sześciu lat dla spisu z 1890 roku . Ten kopniak zapoczątkował The Tabulating Machine Company . W latach sześćdziesiątych nazwa firmy została zmieniona na International Business Machines, a IBM zdominowało komputery biznesowe. IBM zrewolucjonizował branżę, wprowadzając pierwszą wszechstronną rodzinę komputerów ( System/360 ). Spowodowało to, że wielu ich konkurentów albo się połączyło, albo zbankrutowało, pozostawiając IBM na jeszcze bardziej dominującej pozycji. IBM jest znany z wielu wynalazków, takich jak dyskietka , wprowadzona w 1971 r., produkty kasowe w supermarketach, a także wprowadzony w 1973 r. IBM 3614 Consumer Transaction Facility, wczesna forma dzisiejszych bankomatów .

Epoka kosmiczna

Dwóch inżynierów Jet Propulsion Laboratory stoi z trzema pojazdami, zapewniając porównanie wielkości trzech generacji łazików marsjańskich. Przód i środek to zapasowy lot pierwszego łazika marsjańskiego Sojourner , który wylądował na Marsie w 1997 roku w ramach projektu Mars Pathfinder Project. Po lewej stronie znajduje się pojazd testowy Mars Exploration Rover (MER), który jest pracującym bratem Spirit and Opportunity , który wylądował na Marsie w 2004 roku. Po prawej jest łazik testowy dla Mars Science Laboratory (MSL), który wylądował Curiosity na Mars w 2012 roku.
Sojourner ma 65 cm (2,13 stopy) długości. MER mają 1,6 m (5,2 stopy) długości. Ciekawość po prawej ma 3 m (9,8 stopy) długości.
Hubble Space Telescope , jak widać z promu kosmicznego Discovery podczas swojej drugiej misji serwisowej

Prawie w parze z epoką atomową była epoka kosmiczna . Amerykanin Robert Goddard był jednym z pierwszych naukowców, którzy eksperymentowali z napędami rakietowymi. W swoim małym laboratorium w Worcester w stanie Massachusetts Goddard pracował z ciekłym tlenem i benzyną, aby wystrzelić rakiety do atmosfery , aw 1926 z powodzeniem wystrzelił pierwszą na świecie rakietę na paliwo ciekłe, która osiągnęła wysokość 12,5 metra. W ciągu następnych 10 lat rakiety Goddarda osiągnęły skromne wysokości prawie dwóch kilometrów, a zainteresowanie rakietami wzrosło w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Niemczech i Związku Radzieckim.

Gdy siły alianckie posuwały się naprzód podczas II wojny światowej, zarówno siły amerykańskie, jak i rosyjskie poszukiwały czołowych niemieckich naukowców, których można by uznać za łupy dla ich kraju. Szczególnie wyróżniają się amerykańskie wysiłki mające na celu sprowadzenie do domu niemieckiej technologii rakietowej w Operacji Paperclip oraz sprowadzenie niemieckiego naukowca rakietowego Wernhera von Brauna (który później zasiądzie na czele ośrodka NASA ).

Rakiety jednorazowego użytku zapewniały środki do wystrzeliwania sztucznych satelitów , jak również załogowych statków kosmicznych . W 1957 roku Związek Radziecki wystrzelił pierwszego satelitę, Sputnika 1 , a Stany Zjednoczone wystrzeliły w jego ślady Explorer 1 w 1958 roku. Pierwsze loty w kosmos odbyły się na początku 1961 roku, najpierw przez radzieckiego kosmonautę Jurija Gagarina, a następnie przez amerykańskiego astronautę Alana Sheparda .

Od tych pierwszych wstępnych kroków, do lądowania Apollo 11 na Księżycu i częściowo wielokrotnego użytku promu kosmicznego , amerykański program kosmiczny przyniósł zapierający dech w piersiach pokaz nauk stosowanych. Satelity komunikacyjne przesyłają dane komputerowe, rozmowy telefoniczne oraz audycje radiowe i telewizyjne. Satelity pogodowe dostarczają danych niezbędnych do wczesnego ostrzegania o silnych burzach. Satelity do globalnego pozycjonowania zostały po raz pierwszy opracowane w Stanach Zjednoczonych około 1972 roku i stały się w pełni operacyjne w 1994 roku. Sondy międzyplanetarne i teleskopy kosmiczne rozpoczęły złoty wiek nauk planetarnych i przyczyniły się do rozwoju szerokiej gamy prac astronomicznych.

20 kwietnia 2021 r. MOXIE wyprodukował tlen z atmosferycznego marsjańskiego dwutlenku węgla za pomocą elektrolizy tlenków stałych , pierwszej eksperymentalnej ekstrakcji zasobów naturalnych z innej planety do użytku przez ludzi. Stany Zjednoczone zajęły 3. miejsce w Global Innovation Index w 2019 i 2020 roku.

Medycyna i opieka zdrowotna

Thomas Hunt Morgan otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1933 roku za odkrycia wyjaśniające rolę, jaką chromosom odgrywa w dziedziczności.
Terapia genowa z użyciem wektora adenowirusowego . W niektórych przypadkach adenowirus wstawi nowy gen do komórki. Jeśli leczenie się powiedzie, nowy gen wytworzy funkcjonalne białko do leczenia choroby.

Podobnie jak w fizyce i chemii, Amerykanie zdominowali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny od II wojny światowej. Sektor prywatny był centralnym punktem badań biomedycznych w Stanach Zjednoczonych i odegrał kluczową rolę w tym osiągnięciu.

Od 2000 r. przemysł nastawiony na zysk finansował 57%, prywatne organizacje non-profit, takie jak Howard Hughes Medical Institute, finansowały 7%, a finansowany z podatków Narodowy Instytut Zdrowia (NIH) sfinansował 36% badań medycznych w Stanach Zjednoczonych . Jednak do 2003 roku NIH sfinansował tylko 28% finansowania badań medycznych; finansowanie przez przemysł prywatny wzrosło o 102% od 1994 do 2003 roku.

NIH składa się z 24 odrębnych instytutów w Bethesda w stanie Maryland . Celem badań NIH jest wiedza, która pomaga zapobiegać, wykrywać, diagnozować i leczyć choroby i niepełnosprawność. W dowolnym momencie dotacje z NIH wspierają badania około 35 000 głównych badaczy. Pięciu laureatów Nagrody Nobla dokonało swoich nagrodzonych odkryć w laboratoriach NIH.

Badania NIH umożliwiły liczne osiągnięcia medyczne. Na przykład śmiertelność z powodu chorób serca , zabójcy numer jeden w Stanach Zjednoczonych, spadła o 41 procent w latach 1971-1991. W tym samym okresie śmiertelność z powodu udarów spadła o 59 procent. W latach 1991-1995 śmiertelność z powodu raka spadła o prawie 3 procent, co jest pierwszym trwałym spadkiem od rozpoczęcia prowadzenia krajowych rejestrów w latach 30. XX wieku. A dziś ponad 70 procent dzieci chorujących na raka zostaje wyleczonych.

Z pomocą NIH badania genetyki molekularnej i genomiki zrewolucjonizowały nauki biomedyczne . W latach 80. i 90. naukowcy przeprowadzili pierwszą próbę terapii genowej u ludzi i są teraz w stanie zlokalizować, zidentyfikować i opisać funkcję wielu genów w ludzkim genomie .

Badania prowadzone przez uniwersytety, szpitale i korporacje również przyczyniają się do poprawy diagnostyki i leczenia chorób. NIH sfinansował na przykład podstawowe badania nad zespołem nabytego niedoboru odporności ( AIDS ), ale wiele leków stosowanych w leczeniu choroby wyszło z laboratoriów amerykańskiego przemysłu farmaceutycznego ; te leki są testowane w ośrodkach badawczych w całym kraju.

Zobacz też

Bibliografia