Квантовая теория Планка
До конца XIX века в научном мировоззрении доминировала ньютоновская теория. Однако к началу XX века физики обнаружили, что законы классической механики неприменимы на атомном уровне. Гипотеза, выдвинутая 14 декабря 1900 года Максом Планком, заключалась в том, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию, пропорциональную частоте излучения. Планк также вывел коэффициент пропорциональности, известный как постоянная Планка. На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка. Успешность гипотезы Планка наводила на мысль, что законы классической физики неприменимы к малым частицам вроде атомов или электронов, а также к явлениям взаимодействия света и вещества. Его работа впоследствии помогла Альберту Эйнштейну определить, что свет существует в виде дискретных квантов энергии, или фотонов. Теория Планка считается моментом рождения квантовой механики.

Открытие групп крови человека
Только в 1900 году Карл Ландштейнер из Венского университета обнаружил, почему в некоторых случаях переливания крови были успешными, а в других – смертельными. Ландштейнер открыл систему групп крови, смешав эритроциты и сыворотку крови каждого из своих сотрудников. Он продемонстрировал, что сыворотка крови одних людей агглютинирует эритроциты других. Причиной агглютинации является иммунологическая реакция, при которой иммунная система реципиента вырабатывает антитела против клеток донорской крови и считает их чужеродными и опасными. Этот иммунный ответ вызван тем, что в крови разных людей могут различаться определенные антигены, расположенные на поверхности эритроцитов. Из этих экспериментов Ландштейнер выделил три типа крови, названные A – 2 группа, B – 3 группа и 0 – первая. Четвертая (АВ), более редкая группа крови, была обнаружена годом позже. Это открытие заложило основу для первых успешных переливаний крови.

Специальная и общая теории относительности
Если вы выстрелите из пистолета во время езды на мотоцикле, то скорость пули относительно дороги будет равняться сумме ее собственной скорости и скорости мотоцикла. Это верно во всех случаях, кроме измерения скорости света. Если же мотоцикл несется почти со скоростью света и светит лазерным лучом, а вы измеряете скорость с обочины, то для вас скорость светового луча будет равна скорости мотоцикла. Однако относительно мотоцикла свет летит впереди. Другими словами, траектория луча света по отношению к мотоциклу и к обочине будет выглядеть по-разному, и длина его будет различной, а значит, и длительность времени будет казаться различной. Это явление называется замедлением времени. В итоге, одна и та же ситуация может выглядеть абсолютно разной с разных точек зрения. В своей теории в 1905 году Альберт Эйнштейн постулировал, что законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, а скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчета. Так как с увеличением скорости увеличивается и масса тела, следовательно, ни одно тело, обладающее массой, не может достичь скорости света, потому что тогда для ускорения тела с бесконечной массой потребуется бесконечное количество энергии. Это и легло в основу общей теории относительности, которая постулирует, что гравитационные и инерциальные силы имеют одну и ту же природу.

Открытие атомного ядра
Атомное ядро было открыто Эрнестом Резерфордом, предложившим новую модель атома, основанную на экспериментах, которые проводились между 1908 и 1913 годами Гансом Гейгером и Эрнестом Марсденом под руководством самого Резерфорда. Резерфорд проанализировал результаты работы Гейгера и Марсдена по рассеянию α-частиц на тонкой золотой фольге, в которой совершенно неожиданно было обнаружено, что небольшое число α-частиц отклоняется на угол больше 90°. Этот результат противоречил господствовавшей в то время модели атома Томсона, согласно которой атом состоял из отрицательно заряженных электронов и равного количества положительного электричества, равномерно распределенного внутри сферы радиуса R ≈ 10-8 см. Полагаясь на результаты экспериментов, ученые пришли к выводу, что каждый атом содержит ядро, в котором сосредоточены весь его положительный заряд и большая часть массы. При таком устройстве атома альфа- и бета-частицы, проходя на близком расстоянии от центра атома, испытывают большие отклонения, хотя вероятность такого отклонения мала. В 1911 он предложил новую модель атома, которая с того дня является основой всех современных теорий.

Открытие инсулина
Причина такого заболевания, как диабет, оставалась загадкой вплоть до ХХ века. В 1920-x, когда диабет был еще смертельным заболеванием, ученые предполагали, что единственным способом лечения была диета, которая продлевала жизнь пациента до года. В 1889 году немецкий ученый Оскар Минковский путем удаления поджелудочной железы у собаки обнаружил, что впоследствии у животного развился диабет. Это была первая демонстрация того, что существует антидиабетический фактор, вырабатываемый поджелудочной железой, который позволяет организму правильно использовать сахар в крови. Этот фактор был назван инсулином, практическое выделение которого было произведено группой ученых в 1921 году в Торонтском университете. Ученые затягивали выводные протоки поджелудочной железы у собак, препятствуя выделению из железы панкреатического сока. Спустя несколько недель, когда внешнесекреторные клетки погибли, в живых оставались тысячи островков, из которых им удалось выделить белок, достоверно снижавший уровень сахара в крови у собак с удаленной поджелудочной железой. В 1922 году была проведена первая инъекция инсулина 14-летнему мальчику, страдающему диабетом.

Открытие пенициллина
В 1928 году шотландский микробиолог Александр Флеминг начал серию экспериментов с участием обычных стафилококковых бактерий. Покинув лабораторию на время отпуска, ученый оставил несколько привитых образцов на своем столе. По возвращении на работу Флеминг обнаружил, что на одной из неприкрытых чашек Петри, где он высеивал колонии стафилококковых бактерий, образовалась плесень. Он также заметил, что бактерии в непосредственной близости от колоний плесени гибнут, о чем свидетельствовали растворение и очистка окружающего агарового геля. Ему удалось выделить плесень и идентифицировать ее как представителя рода Penicillium. Он обнаружил, что она эффективна против всех патогенов, которые ответственны за такие заболевания, как скарлатина, пневмония, гонорея, менингит и дифтерия. Однако бактерии были убиты не самой плесенью, а соком, который она произвела. Этот сок Флеминг и назвал пенициллином. Выделение пенициллина в больших количествах оказалось сложной задачей, которая была реализована лишь спустя 12 лет совместно с учеными Хоуардом Флори и Эрнстом Чейном.

Искусственное оплодотворение
По данным 2018 года, общее количество младенцев, рожденных в результате экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и других передовых методов лечения бесплодия, составляет более 8 миллионов. Однако в 1978 году ЭКО носило экспериментальный характер. Роберт Джеффри Эдвардс и Патрик Степто начали совместную работу в 1960-х годах в Великобритании. Они считали, что смогут помочь парам, испытывающим проблемы с фертильностью, если смогут взять женскую яйцеклетку и вернуть ее в матку сразу после оплодотворения. После обвинений в неэтичности и аморальности проводимых исследований, ученые основали собственную базу в Олдхэме, где у них было достаточное количество женщин, добровольно согласившихся на экспериментальное лечение. В результате, в 1978 году родилась Луиз Браун – первый человек, зачатый с помощью ЭКО.