Люди от природы любопытны и креативны — две черты, которые привели наш вид ко многим научным и технологическим прорывам.
С тех пор, как наши самые ранние предки разбили камень о землю, чтобы сделать первый инструмент с острыми краями, люди продолжали вводить новшества. От первого колеса до запуска марсоходов некоторые из этих ключевых достижений выделяются как особенно революционные. Некоторые изобретения являются результатом одного момента озарения, но большинство наших самых новаторских изобретений были работой нескольких мыслителей, которые в течение многих лет вносили постепенные улучшения.
В этом материале мы исследуем 20 самых важных изобретений всех времен, а также науку, стоящую за изобретениями, и то, как они появились.
1. Колесо
До изобретения колеса в 3500 г. до н.э. люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы можем перевозить по суше и как далеко. Само колесо не было самой сложной частью «изобретения колеса». По словам Дэвида Энтони, профессора антропологии в колледже Хартвик, когда пришло время соединить неподвижную платформу с вращающимся цилиндром, все стало сложнее.
Блестящим моментом стала концепция колеса и оси. Но тогда сделать это было сложно. Например, отверстия в центре колес и на концах неподвижных осей должны были быть почти идеально круглыми и гладкими. Размер оси также был критическим фактором, как и ее плотное прилегание к отверстию (не слишком тугое, но и не слишком свободное).
Тяжёлая работа окупилась, крупно. Колесные тележки облегчили ведение сельского хозяйства и торговлю, позволив перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчили бремя людей, путешествующих на большие расстояния. Теперь колеса жизненно важны, их можно найти во всем, от часов до транспортных средств и турбин.
2. Печатный станок
Немецкий изобретатель Иоганн Гутенберг изобрел печатный станок где-то между 1440 и 1450 годами. Ключом к его развитию была ручная форма, новая техника литья, которая позволила быстро создавать большое количество металлических подвижных литер. Хотя другие до него, в том числе изобретатели в Китае и Корее, разработали подвижный литер из металла, Гутенберг был первым, кто создал механизированный процесс переноса чернил (которые он делал из льняного масла и сажи) с подвижного литера на бумагу.
Благодаря этому процессу с подвижным шрифтом печатные станки в геометрической прогрессии увеличили скорость изготовления книжных копий и, таким образом, впервые в истории привели к быстрому и широкому распространению знаний. В своей книге «Печатная революция в Европе раннего Нового времени» историк Элизабет Л. Эйзенштейн писала, что «к 1500 году печатные мастерские будут в каждом крупном муниципальном центре». Было подсчитано, что к 1500 году в Западной Европе было напечатано до двадцати миллионов томов, хотя, по оценке Эйзенштейна, их было около восьми миллионов.
Среди прочего, печатный станок обеспечил более широкий доступ к Библии, что, в свою очередь, привело к альтернативным толкованиям, в том числе к толкованию Мартина Лютера, чьи «95 тезисов», документ, напечатанный сотнями тысяч человек, вызвал протестантскую Реформацию.
3. Пенициллин
Это одна из самых известных историй открытия. В 1928 году шотландский ученый Александр Флеминг заметил в своей лаборатории заполненную бактериями чашку Петри с случайно приоткрытой крышкой. Образец был заражен плесенью, и везде, где была плесень, бактерии были мертвы. Этой плесенью-антибиотиком оказался грибок Penicillium, и в течение следующих двух десятилетий химики очистили его и разработали лекарство пенициллин, которое борется с огромным количеством бактериальных инфекций у людей, не нанося вреда самим людям.
К 1944 году пенициллин производился и рекламировался серийно.
4. Компас
Древние мореплаватели использовали звезды для навигации, но этот метод не работал ни днем, ни в пасмурную ночь, что делало опасным путешествие вдали от суши.
Первый компас был изобретен в Китае во времена династии Хань между 2 веком до нашей эры и 1 веком нашей эры. Он был сделан из магнетита, естественно намагниченной железной руды, привлекательные свойства которой изучались веками. Однако впервые он был использован для навигации во времена династии Сун, между 11 и 12 веками.
Вскоре после этого технология попала на Запад. Компас позволял мореплавателям безопасно перемещаться вдали от суши, открывая мир для исследования и последующего развития мировой торговли. Инструмент, который до сих пор широко используется, компас навсегда изменил наши знания и понимание Земли.
5. Лампочка
Изобретение лампочки изменило наш мир, устранив зависимость от естественного света, что позволило продуктивно работать в любое время суток. Несколько изобретателей сыграли важную роль в разработке этой революционной технологии на протяжении 1800-х годов; Томас Эдисон считается первым изобретателем, поскольку в 1879 году он создал полностью функциональную систему освещения, включающую генератор и проводку, а также лампочку с угольной нитью накаливания.
Это изобретение не только положило начало внедрению электричества в дома, но и имело довольно неожиданное последствие, изменив режим сна людей. Вместо того, чтобы ложиться спать с наступлением темноты (от нечего делать) и спать частями в течение ночи, разделенными периодами бодрствования, мы теперь бодрствуем, за исключением 7-8 часов, отведенных на сон, и, в идеале, мы спим все в один раз.
6. Использование огня
Использование огня — одно из самых мощных ранних изобретений человечества, радикально изменившее образ жизни наших древних предков. Давая тепло и возможность готовить такие продукты, как мясо, костер также был местом сбора людей. Огонь также обеспечивал некоторую защиту от хищников.
Точная дата открытия огня долгое время оставалась загадкой, и некоторые исследования предполагают, что гоминиды впервые использовали его в Кении 1 миллион лет назад для приготовления мяса. Совсем недавно археологи в Израиле обнаружили свидетельства того, что гоминины использовали огонь от 1,5 до 2 миллионов лет назад.
7. Двигатель внутреннего сгорания
В этих двигателях при сгорании топлива выделяется высокотемпературный газ, который при расширении воздействует на поршень, перемещая его. Таким образом, двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию в механическую работу.
Десятилетия инженерной мысли многих ученых ушли на разработку двигателя внутреннего сгорания, который принял свою (по существу) современную форму во второй половине 19 века. Двигатель открыл индустриальную эпоху, а также позволил изобрести огромное количество разнообразных машин, включая современные автомобили и самолеты.
8. Противозачаточные средства
Противозачаточные таблетки, презервативы и другие формы контрацепции не только вызвали сексуальную революцию в развитом мире, позволив мужчинам и женщинам заниматься сексом для развлечения, а не для продолжения рода, они также резко сократили среднее число детей на одну женщину в странах, где они используются. С меньшим количеством человек современные семьи достигли более высокого уровня жизни и могут лучше обеспечить каждого ребенка. Между тем, в глобальном масштабе противозачаточные средства помогают человеческому населению постепенно выравниваться; наша численность, вероятно, стабилизируется к концу века. Некоторые противозачаточные средства, такие как презервативы, также сдерживают распространение заболеваний, передающихся половым путем.
Естественная и травяная контрацепция использовалась на протяжении тысячелетий. Презервативы или «оболочки» существовали в той или иной форме с древних времен, согласно ученому Джессике Борге в ее книге «Защитные практики: история Лондонской резиновой компании и бизнеса презервативов». с резиновым презервативом, разработанным в 19 веке. Между тем, первые оральные противозачаточные таблетки в Соединенных Штатах были одобрены в 1960 году, и к 1965 году более 6,5 миллионов американских женщин принимали эти таблетки.
Ученые продолжают добиваться успехов в области контроля над рождаемостью, а некоторые лаборатории даже исследуют мужскую форму «таблетки».
9. Интернет
Интернет — это глобальная система взаимосвязанных компьютерных сетей, которой пользуются миллиарды людей во всем мире. В 1960-х годах группа ученых-компьютерщиков, работающих в ARPA (Агентстве перспективных исследовательских проектов) Министерства обороны США, построила коммуникационную сеть для соединения компьютеров в агентстве под названием ARPANET, предшественницу Интернета. В нем использовался метод передачи данных, называемый «коммутация пакетов», разработанный ученым-компьютерщиком и членом команды Лоуренсом Робертсом на основе предыдущей работы других ученых-компьютерщиков.
Эта технология была развита в 1970-х годах учеными Робертом Каном и Винтоном Серфом, которые разработали важнейшие коммуникационные протоколы для Интернета, протокол управления передачей (TCP) и интернет-протокол (IP).
В 1989 году Интернет получил дальнейшее развитие благодаря изобретению Всемирной паутины ученым-компьютерщиком Тимом Бернерсом-Ли во время работы в ЦЕРН (Европейская организация ядерных исследований). Основная идея WWW заключалась в том, чтобы объединить развивающиеся технологии компьютеров, сетей передачи данных и гипертекста в мощную и простую в использовании глобальную информационную систему». Развитие WWW открыло мир Интернета для всех и соединило мир так, как никогда раньше.
10. Гвозди
Это ключевое изобретение датируется более чем 2000-летней историей Древнего Рима и стало возможным только после того, как люди научились отливать металл и придавать ему форму. Раньше деревянные конструкции приходилось строить путем геометрического соединения смежных досок, что было гораздо более трудоемким процессом строительства.
До 1790-х и начала 1800-х годов гвозди ручной работы были нормой, когда кузнец нагревал квадратный железный стержень, а затем забивал его с четырех сторон, чтобы получить острие. Машины для изготовления гвоздей появились в сети между 1790-ми и началом 1800-х годов. После того, как Генри Бессемер разработал процесс массового производства стали из железа, железные гвозди прошлых лет постепенно исчезли.
Продолжение следует...