В наше нынешнее время может показаться, что нас постоянно бомбардируют захватывающими новыми инновациями и открытиями. Однако многие из новых идей и технологий, формирующих наш современный мир, часто уходят корнями в глубь веков. Люди обладают впечатляющей способностью продолжать внедрять инновации и продвигаться вперед.
На протяжении всей истории существует ряд изобретений, которые, возможно, внесли больший вклад, чем другие, в развитие цивилизации и технологического развития. Как вы, наверное, догадались, сегодня мы рассмотрим некоторые из этих изобретений.
Давайте рассмотрим некоторые из изобретений, которые произвели революцию в истории.
Колесо (3500 г. До н. Э.) – Давайте начнем Движение
Одним из ранних изобретений, изменивших историю человечества, было колесо. Хотя на самом деле колесо не такое старое, как вы думаете. Первое колесо, вероятно, было разработано где-то около 4000 года до н. э. К тому времени люди уже отливали металлические сплавы, строили каналы и парусные лодки и даже разрабатывали сложные музыкальные инструменты, такие как арфы.
На самом деле ключевым нововведением было не само колесо, которое, вероятно, было изобретено в первый раз, когда кто-то увидел, как катится камень, а комбинация колеса и неподвижной оси, которая позволяет соединять колесо с устойчивой платформой. Без фиксированной оси полезность колеса очень ограничена.
Данные свидетельствуют о том, что первым устройством, использующим комбинацию колеса и оси, был настоящий гончарный круг, который свободно вращается и имеет механизм колеса и оси. Они были разработаны в Месопотамии (современный Ирак, Кувейт, Турция и Сирия) примерно около 4000 года до нашей эры. Самый старый сохранившийся образец, который был найден в Уре, датируется примерно 3100 годом до н. э., и есть свидетельства колесных транспортных средств к концу 4-го тысячелетия до н. э.
Компас (около 200 г. до н. э.)
Компас помог людям исследовать мир и ориентироваться в нем. В современном мире спутников и GPS это может показаться неуместным, но в свое время это было важное изобретение.
Однако компас, возможно, первоначально был создан для духовных целей и только позже адаптирован для навигационных целей. Самые ранние компасы, скорее всего, были изобретены китайцами около 200 года до нашей эры. Некоторые были сделаны из магнетита, который является естественной формой минерального магнетита.
Есть также свидетельства того, что другие цивилизации, возможно, использовали магнит для навигации или в духовных целях. В какой-то момент, возможно, около 1050 года н. э., люди начали подвешивать камни, чтобы позволить им свободно перемещаться, и использовать их для навигации. Описание намагниченной иглы и ее использования среди моряков встречается в европейской книге, написанной в 1190 году, поэтому к тому времени, вероятно, использование иглы в качестве компаса было обычным делом.
Водяное колесо
Водяное колесо -это машина , которая преобразует энергию текущей или падающей воды в полезные формы энергии, такие как водяная мельница. Водяное колесо состоит из колеса и ряда лопастей или ковшей , расположенных на внешнем ободе, образующем движущуюся машину.
Водяное колесо было изобретено независимо в ряде мест. Некоторые из самых ранних были разработаны древними греками, которые использовали его как для орошения, так и для фрезерования, начиная где-то в период между 3-м и 1-м веками до нашей эры.
По крайней мере, к 1 веку нашей эры династия Восточная Хань использовала горизонтальные водяные колеса для фрезерования и для приведения в действие поршневых сильфонов, используемых для превращения железной руды в чугун.
Существуют также древнеиндийские тексты, датируемые 4 веком до н. э., в которых упоминаются устройства, которые, возможно, были одними из первых водяных колес, но это еще предстоит подтвердить.
Календарь
Понятие календаря в смысле отслеживания того, сколько дней прошло, вероятно, довольно старое — по крайней мере, такое же старое, как и само письмо. Первые "календари" были основаны на фазах Луны, так как это было бы легко отследить.
Однако лунно — солнечный календарь, в котором месяцы основаны на лунном цикле, а годы являются солнечными — приведение сезонов в соответствие, так что, например, зерно каждый год собиралось в один и тот же лунный месяц, - использовался в ранних цивилизациях на Ближнем Востоке и в Греции. Эта формула, возможно, была изобретена в Месопотамии в 3-м тысячелетии до нашей эры.
Многие цивилизации продолжали использовать лунный календарь, в котором было меньше дней, чем в солнечном году. Чтобы месяцы не слишком часто менялись, часто через год добавлялся дополнительный месяц. Древние римляне использовали систему, подобную этой, но примерно к 46 году до н. э. система вышла из строя, так что гражданские события и религиозные праздники происходили не в то время года. Таким образом, Юлий Цезарь ввел новую систему, которая устанавливала продолжительность месяцев и года в соответствии с солнечным годом. Это был юлианский календарь.
Это работало хорошо, но все равно было недостаточно, чтобы он набирал день каждые 128 лет. Чтобы исправить ошибку, григорианский календарь, которым сегодня пользуется большая часть мира, был введен папой Григорием XIII в 1582 году.
Древний Бетон
Мы живем в мире, который построен с использованием материалов, скрепленных бетоном. Бетон-это композитный материал, изготовленный из смеси битого камня или гравия, песка, портландцемента и воды, который можно разливать или заливать в формы и при затвердевании образует массу, напоминающую камень.
Одним из ключевых ингредиентов бетона является цемент, и происхождение цемента может восходить к 3000 году до нашей эры. В это время египтяне использовали ранние формы бетона в качестве строительного раствора в своем строительстве.
Около 1300 года до нашей эры строители на Ближнем Востоке покрывали снаружи своих глиняных крепостей тонкий влажный слой обожженного известняка. Это будет химически реагировать с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность. К 700 году до н. э. стало известно значение гидравлической извести, что привело к разработке печей для обжига растворов для строительства домов с каменными стенами, бетонных полов и подземных водонепроницаемых резервуаров.
Древние греки и римляне использовали форму бетона, которая включала Пуццолану, в которой используется смесь алюминия и кремнезема, которая реагирует с гидроксидом кальция при комнатной температуре и в присутствии воды с образованием вещества, действующего как цемент. Это было очень сильно — одна из причин, по которой сегодня сохранилось так много греческих и римских руин.
В 1824 году портландцемент был изобретен Джозефом Аспдином из Англии. Джордж Бартоломью заложил первую бетонную улицу в США в 1891 году, которая существует до сих пор.
К концу 19-го века было развито использование железобетона, армированного сталью. В 1902 году, используя железобетон, Огюст Перре спроектировал и построил многоквартирный дом в Париже. Это здание вызвало большое восхищение и популярность бетона и в конечном итоге повлияло на развитие железобетона.
В 1921 году Эжен Фрейссине впервые применил железобетонную конструкцию, построив два колоссальных ангара для дирижаблей с параболической аркой в аэропорту Орли в Париже.
Часы (725 г. н. э.) – Первые механические часы
Представьте себе современную цивилизацию без чувства времени? В зависимости от вашей точки зрения, это либо замечательно, либо ужасно. Люди использовали устройства для измерения времени на протяжении тысячелетий - нынешняя система измерения времени, основанная на 60 секундах в минуту и 60 минутах в час, была создана шумерами около 2000 года до нашей эры.
Самые ранние часы использовали движение солнца (солнечные часы) или воды (водяные замки). Другие ранние "часы" включают в себя часы со свечами, стрелку времени и песочные часы.
Самые ранние из известных механических часов использовали спусковой механизм с водяным приводом для передачи энергии вращения в прерывистое движение и были разработаны в Греции примерно в 3 веке до нашей эры. В 10 веке нашей эры китайские инженеры изобрели часы, в которых использовались спусковые механизмы с ртутным приводом, а арабские инженеры изобрели водяные часы, которые приводились в движение шестеренками и гирями в 11 веке.
Первые механические часы, которые использовали зубчатые передачи для продвижения механизма, называемые поворотным спуском, были изобретены в Европе примерно в начале 14 века. Они были стандартом до тех пор, пока в 1656 году не были изобретены часы с маятником.
Маятниковые часы были самыми точными часами до 1930-х годов, когда были изобретены кварцевые часы, а затем атомные часы после Второй мировой войны.
Печатный Станок
Печатный станок является важной частью фундамента, на котором была построена современная цивилизация.
Немецкому ювелиру Йоханнесу Гутенбергу приписывают изобретение печатного станка около 1436 года, хотя он не был первым, кто автоматизировал процесс печати. Гравюра на дереве в Китае датируется 9 веком, а корейские букмекеры печатали с помощью подвижного металлического шрифта примерно за 100 лет до Гутенберга.
Однако машина Йоханнеса Гутенберга усовершенствовала уже существующие прессы и представила их на Западе. К 1500 году прессы Гутенберга работали по всей Западной Европе, производя 20 миллионов материалов, от отдельных страниц до брошюр и книг.
Печатный станок не только позволил массово выпускать газеты и брошюры, но и снизил цены на печатную продукцию, сделав книги и газеты доступными для многих и способствуя повышению грамотности.
Влияние печатного станка на историю Марк Твен описал так: “Чем сегодня является мир, хорошим и плохим, он обязан Гутенбергу”.
Паровой двигатель – Изобретение, положившее начало Революции
Считается, что испанский администратор горнодобывающей промышленности по имени Херонимо де Аянс был первым человеком, разработавшим паровой двигатель. Хи запатентовал устройство, которое использовало энергию пара для вытеснения воды из шахт.
Однако именно англичанину Томасу Савери, инженеру и изобретателю, обычно приписывают разработку первого практического парового двигателя в 1698 году. Его устройство использовало давление пара для забора воды из затопленных шахт. При разработке своего двигателя Савери использовал принципы, изложенные Дени Папеном, британским физиком французского происхождения, который изобрел скороварку.
В 1711 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, усовершенствовал паровой двигатель, а в 1781 году Джеймс Уатт, шотландский производитель инструментов, работающий в Университете Глазго, добавил отдельный конденсатор к двигателю Ньюкомена, что позволило поддерживать постоянную температуру в паровом цилиндре — значительно улучшив его функциональность. Позже он разработал паровой двигатель с двойным вращением, который к 1800 — м годам будет приводить в действие поезда, заводы, фабрики и множество других производственных операций, положив начало промышленной революции.
Вакцины – Одно из важнейших изобретений для медицины
История вакцинации на самом деле уходит корнями дальше, чем вы можете подумать. Практика вариоляции — смазывание небольшого пореза на коже коровьей оспой, чтобы придать иммунитет к оспе, практиковалась в Китае 17 века.
На Западе Эдвард Дженнер считается основателем вакцинологии, заметив, что "доярки" часто страдали от коровьей оспы, но редко от оспы, и выдвинул гипотезу, что менее опасный вирус коровьей оспы может придать некоторый иммунитет к оспе. В 1796 году он привил 13-летнему мальчику коровью оспу, а затем подверг его воздействию оспы, продемонстрировав раннюю форму вакцинации.
В 1798 году была разработана первая вакцина против оспы.
Эксперименты Луи Пастера позже привели к разработке живой аттенуированной вакцины против холеры и инактивированной вакцины против сибирской язвы у людей (1897 и 1904, соответственно).
В 1923 году Александр Гленни усовершенствовал метод инактивации столбнячного токсина с использованием формальдегида, создав вакцину против столбняка. Тот же метод был использован для разработки вакцины против дифтерии в 1926 году.
Методы культивирования вирусных тканей, разработанные в 1950-1985 годах, привели к появлению вакцины против полиомиелита Солка (инактивированной) и вакцины против полиомиелита Сабина (живой аттенуированной оральной).
Паровой поезд - Пыхтение вместе с промышленной революцией
Первый полномасштабный рабочий железнодорожный паровоз был построен в Соединенном Королевстве в 1804 году британским инженером Ричардом Тревитиком. Для привода двигателя использовался пар высокого давления. 21 февраля 1804 года состоялось первое в мире железнодорожное путешествие на паровой тяге, когда безымянный паровоз Тревитика протащил поезд по трамвайной линии в Уэльсе.
Первый коммерчески успешный паровоз "Саламанка" был построен в 1812-13 годах Джоном Бленкинсопом. В 1814 году Джордж Стивенсон построил паровой двигатель, Локомотив № 1, основанный на конструкции Бленкинсопа.
В 1821 году Стивенсон был назначен инженером для строительства железной дороги Стоктон и Дарлингтон на северо-востоке Англии, которая была открыта как первая общественная паровая железная дорога в 1825 году. Его локомотив стал первым паровозом, перевозившим пассажиров по железной дороге общего пользования. В 1829 году он построил свой знаменитый паровой двигатель, ракету, и началась эпоха железных дорог.
Электрическая батарея – Замечательный подвиг Вольты
В 1800-х годах у людей не было непрерывных электрических линий, которые обеспечивали бы постоянную подачу электроэнергии. Таким образом, производство электроэнергии было отнюдь не легкой задачей.
Батарея может на самом деле датироваться почти 2000 годами, до Парфянской империи. Археологи раскопали древнюю батарею, состоящую из глиняного кувшина, наполненного раствором уксуса, в который был вставлен железный стержень, окруженный медным цилиндром. Эти батарейки могли быть использованы для гальванического покрытия серебра.
Алессандро Вольте обычно приписывают открытие первой практической батареи. Он изобрел свою батарею в 1799 году, она состояла из дисков из двух разных металлов, таких как медь и цинк, разделенных картоном, пропитанным рассолом.
В 1802 году Уильям Крукшенк изобрел батарею корыта, усовершенствованную по сравнению с вольтовой батареей Вольта. Батареи совершили прорыв в 1859 году, когда французский врач Гастон Планте изобрел первую аккумуляторную батарею на основе свинцовой кислоты. Никель-кадмиевая (NiCd) батарея была представлена в 1899 году Вальдемаром Юнгнером.
Компьютер (1822) – Первый механический компьютер Бэббиджа
Компьютеры - одно из величайших изобретений человечества. Изначально созданные для выполнения сложных математических вычислений, громоздкие компьютеры прошлого превратились в машины, которые стоят почти на каждом рабочем столе и носят в наших карманах.
Инженер-механик Чарльз Бэббидж заложил основу этого замечательного и самого надежного изобретения вместе с Адой Лавлейс, которая создала первые программы. В начале 19- го века "отец компьютера" концептуализировал и разработал ранний механический компьютер. Хотя нет ни одного изобретателя современного компьютера, этот принцип был предложен Аланом Тьюрингом в его основополагающей статье 1936 года.
Холодильник – Борется с жарой
Согласно отчету Министерства энергетики США за 2009 год, в 99% домов в США есть по крайней мере один холодильник. Эта статистика сама по себе отражает популярность холодильника в современном мире. Великое изобретение помогает гораздо дольше сохранять свежесть скоропортящихся пищевых продуктов.
Первый парокомпрессионный холодильник был запатентован в 1835 году Джейкобом Перкинсом на основе теории, выдвинутой ранее Оливером Эвансом. Британский инженер Джеймс Харрисон построил первую механическую холодильную систему для создания льда примерно в 1851 году. Он основал Викторианский ледяной завод, и его часто называют "отцом охлаждения". В 1873 году он продемонстрировал, что мясо, хранившееся замороженным в течение нескольких месяцев, оставалось совершенно съедобным.
Однако первым холодильником, который был изготовлен для широкого использования, был холодильник General Electric “С монитором” 1927 года. Хотя на начальном этапе это помогло ускорить производственные процессы, позже оно само стало отраслью.
Телеграф (1830-1840) – Устройство связи, которое ввело Азбуку Морзе
В начале 19 века разработка батареи позволила использовать ток в контролируемой среде. Затем, в 1820 году, датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) продемонстрировал связь между электричеством и магнетизмом. После этого ученые и изобретатели начали экспериментировать как с батареями, так и с электромагнетизмом, чтобы разработать какую-то систему связи.
В 1830-х годах британская команда сэра Уильяма Кука и сэра Чарльза Уитстона разработала телеграфную систему, использующую магнитные иглы, которые можно было направлять вокруг панели букв и цифр с помощью электрического тока. Примерно в то же время Сэмюэл Морс работал над созданием собственного электрического телеграфа, в конечном итоге создав одноконтурный телеграф, который работал, нажимая клавишу оператора вниз, чтобы завершить электрическую цепь батареи. Это отправило электрический сигнал на приемник на другом конце.
В то же время Морс и Альфред Вейл также создали то, что сейчас называется азбукой Морзе, для передачи сообщений по телеграфным проводам.
Сталь – От булавок до Бруклинского моста
Соотношение веса и прочности сделало сталь предпочтительным выбором строителей по сравнению с другими материалами. Например, хотя бронза была первым металлом, выкованным для использования людьми, она относительно слаба. Около 1800 года до нашей эры люди на побережье Черного моря начали использовать железную руду для создания прочного кованого оружия. Еще более прочный чугун впервые был изготовлен в Китае, примерно в 500 году до нашей эры.
Около 400 года до нашей эры индийские мастера по металлу изобрели метод плавки, при котором использовали глиняную посуду для хранения слитков кованого железа и кусочков древесного угля. Когда их вставляли в печь, кованое железо плавилось и поглощало углерод, содержащийся в древесном угле. Когда тигли остыли, в них оказались слитки чистой стали, которая была намного прочнее и менее хрупкой, чем железо.
В 1856 году британский инженер Генри Бессемер разработал процесс, при котором воздух пропускался через расплавленный чугун для получения чистого железа, не содержащего углерода.
Процесс Бессемера проложил путь к массовому производству стали, сделав его одной из крупнейших отраслей промышленности на планете. Сегодня сталь используется при создании всего, от мостов до небоскребов.
Электрическая лампочка (1880) – Освещает мир
Электрическое освещение было впервые изобретено в начале 19 века Хамфри Дэви, который экспериментировал с электричеством и изобрел электрическую батарею. Когда он соединил провода между своей батареей и кусочком углерода, углерод засветился, испуская свет. Его изобретение было известно как электроннаядуговая лампа.
В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали “лампочки”. Однако используемые нити, как правило, ломались через несколько дней использования, что делало их непрактичными.
В 1850 году английский физик по имени Джозеф Уилсон Свон создал “электрическую лампочку”, поместив обугленные бумажные нити в вакуумированную стеклянную колбу. Но без хорошего вакуума срок службы его лампы был слишком коротким для коммерческого использования. Однако в 1870-х годах появились более совершенные вакуумные насосы, и Суон смог разработать более долговечную лампочку.
Томас А. Эдисон усовершенствовал конструкцию Лебедя, используя металлические нити, и в 1878 и 1879 годах он подал патенты на электрические лампы с использованием различных материалов для нити накала. В конце концов он обнаружил, что карбонизированная бамбуковая нить может длиться более 1200 часов. Это открытие сделало коммерчески осуществимыми лампочки, изготовленные промышленным способом.
Самолет (1903) – Воплощение Мечты о полете в Реальность
Леонардо да Винчи был одним из тех провидцев, которые верили, что полет с помощью энергии возможен. Он создал несколько конструкций летательных аппаратов, хотя нет никаких доказательств того, что они были действительно сконструированы.
Многие другие летательные аппараты были придуманы со времен да Винчи, и полет с двигателем был достигнут благодаря работе бесчисленных изобретателей на протяжении веков. Именно братья Райт стали первыми людьми, достигшими управляемого, управляемого полета. Начав с работы над планерами, успех дуэта заложил основу современной авиационной техники, продемонстрировав, что возможно.
17 декабря 1903 года Уилбур и Орвилл Райт совершили первый управляемый, устойчивый и управляемый полет.
Теперь люди могут преодолевать тысячи миль за считанные часы благодаря достижениям Уилбура и Орвилла Райта
Транзисторы (1947) – Секрет современных вычислений
Век электроники обязан своим возникновением транзисторам, используемым для усиления электрических сигналов. Они заменили громоздкие вакуумные трубки, которые были раньше.
В 1926 году Джулиус Лилиенфельд запатентовал полевой транзистор, но рабочее устройство оказалось невыполнимым. В 1947 году Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли разработали первое практическое транзисторное устройство в лабораториях Bell. Их изобретение принесло троице Нобелевскую премию по физике 1956 года.
С тех пор транзисторы стали фундаментальной частью схемы бесчисленных электронных устройств, включая телевизоры, мобильные телефоны и компьютеры, оказав заметное влияние на технологии.
ARPANET (1969) – Ранний Интернет
В Интернете нет ни одного “изобретателя". Вместо этого она эволюционировала с течением времени. Это началось в Соединенных Штатах примерно в 1950-х годах, вместе с развитием компьютеров.
Первый работоспособный прототип Интернета появился в конце 1960-х годов с созданием ARPANET, или Сети Агентства перспективных исследовательских проектов. К 1970-м годам Винтон Серф разработал Протокол управления передачей (TCP/IP), который позволял компьютерам взаимодействовать друг с другом. ARPANET приняла протоколы TCP/IP 1 января 1983 года, и с этого момента исследователи начали собирать “сеть сетей”, которая стала современным Интернетом.
Интернет -это сетевая инфраструктура, в то время как Всемирная паутина-это способ доступа к информации с помощью Интернета. Отцом Всемирной паутины считается британский ученый-компьютерщик Тим Бернерс-Ли,который создалСеть, чтобы обеспечить обмен информацией между учеными в университетах и институтах по всему миру.
В 1989 и 1990 годах Бернерс-Ли работал с бельгийским системным инженером Робертом Кайо над формализацией предложения по веб-архитектуре, включая описание "всемирной паутины", в которой "гипертекстовые документы" могут просматриваться “браузерами”.
Действительно, Долгий Путь!
Оглядываясь назад на эти новаторские изобретения, ясно одно-наше желание совершенствоваться и внедрять инновации. Мы видим общество, которое изобрело колесо, чтобы быстро ступать по земле, которое овладело небом и волнами. Это действительно замечательно и то, что мы будем продолжать делать еще долгие века! Какие крупные изобретения будут созданы в ближайшее десятилетие?
