Нові відкриття 19 ст. Великі російські винаходи, які перевернули світ
Американський винахідник фільму Томас Едісон, який зміг зробити цю форму розваги технічно реалізованою
Для конкурсу, проспонсованого журналом Scientific American у 1913 році, учасникам потрібно було написати нарис про 10 найбільших винаходів «нашого часу» (з 1888 до 1913), при цьому винаходи мали бути патентоспроможними і датуватися моментом їхнього «промислового впровадження».
Власне, основою цього завдання лежало історичне сприйняття. Інновації здаються нам визначнішими, коли ми бачимо зміни, до яких вони призводять. У 2016 році ми, можливо, не надаємо заслуг Нікола Тесла (Nicola Tesla) або Томаса Едісона (Thomas Edison) великого значення, оскільки звикли користуватися електроенергією у всіх її проявах, але в той же час нас вражають соціальні зміни, які спричинили за собою популяризація Інтернету. 100 років тому люди, напевно, не зрозуміли б, про що взагалі йдеться.
Нижче наводяться витримки з першого та другого призових есе поряд зі статистичним підрахунком усіх надісланих записів. Перше місце присудили Вільям Ваймен (William I. Wyman), який працював у патентному відомстві США у Вашингтоні, завдяки чому був чудово обізнаний про науково-технічний прогрес.
Нарис Вільяма Ваймена
1. Електропіч 1889 року була «єдиним засобом, що дозволяє виробляти карборунд» (найтвердіший на той момент штучно створений матеріал). Вона також перетворила алюміній з «просто цінного на дуже корисний метал» (зменшивши його вартість на 98%) та «радикально змінила металургійну промисловість».
2. Парова турбіна, винайдена Чарльз Парсонс (Charles Parsons), масове виробництво якої почалося протягом наступних 10 років. Турбіна суттєво покращила систему подачі живлення на кораблях, а надалі використовувалася для підтримки роботи генераторів, що виробляють електрику.
Турбіна, винайдена Чарльз Парсонс, живила кораблі. При належній кількості вони надавали руху генератори і виробляли енергію
3. Бензиномоторний автомобіль. У ХІХ столітті багато винахідників працювали над створенням «самохідного» автомобіля. Ваймен у своєму нарисі згадав двигун Готліба Даймлера (Gottleib Daimler) 1889: «Столітнє наполегливе, але безуспішне прагнення створити практично самохідну машину доводить, що будь-який винахід, що вперше вписався в заявлені вимоги, стає успішним негайно. Такий успіх дійшов двигуну Даймлера».
4. Кінофільми. Розваги завжди будуть мати велике значення, і «рухома картинка змінила проведення багатьох людей». Технічним першопрохідником, якого Ваймен процитував, був Томас Едісон.
5. Літак. За «здійснення багатовікової мрії» Ваймен удостоїв пошани винахід братів Райт, але при цьому наголосив на його застосуванні у військових цілях і засумнівався у загальній корисності літаючої техніки: «У комерційному плані літак є найменш вигідним винаходом серед усіх, що розглядаються».
Орвілл Райт проводить показовий політ у Форт Мер у 1908 році та виконує вимоги американської армії.
Вілбур Райт
6. Бездротова телеграфія. Для передачі інформації для людей протягом століть, можливо, навіть тисячоліть використовувалися різні системи. У США телеграфні сигнали стали набагато швидшими завдяки Семюелю Морзе (Samuel Morse) та Альфреду Вейлу (Alfred Vail). Бездротова телеграфія, винайдена Гульєльмо Марконі (Guglielmo Marconi), пізніше еволюціонувала в радіо і тим самим звільнила інформацію від кабелів.
7. Ціаністий процес. Звучить токсично, чи не так? Цей процес з'явився у цьому списку лише з однієї причини: його проводили для отримання золота з руди. "Золото - це джерело життєвої сили торгівлі", в 1913 році на ньому грунтувалися міжнародні торгові відносини та національні валюти.
8. Асинхронний двигун Миколи Тесла. "Це епохальний винахід багато в чому відповідальний за повсюдне використання електрики в сучасній промисловості", - пише Ваймен. До того, як у житлових будинках з'явилася електрика, машина змінного струму, сконструйована Теслою, виробляла 90% електроенергії, що споживається на виробництвах.
9. Лінотип. Ця машина дозволила видавцям — переважно газетним — складати текст і відливати його набагато швидше та дешевше. Ця технологія була такою ж передовою, якою свого часу вважався і друкарський верстат по відношенню до попередніх рукописних сувоїв. Не виключено, що скоро ми перестанемо використовувати папір для записів та читання, і історія друку буде забута.
10. Електрозварювальний процес від Елі Томсона (Elihu Thomson). В епоху індустріалізації електричне зварювання дозволило прискорити темпи виробництва та створити кращі, складніші машини для виробничого процесу.
Електричне зварювання, створене Еліу Томсоном, суттєво знизило вартість виробництва складної зварної техніки
Нарис Джорджа Доу
Другий найкращий нарис, написаний Джорджем Доу (George M. Dowe), також із Вашингтона, виявився більш філософським. Він розділив усі винаходи на три допоміжні сектори: виробництво, транспорт та зв'язок:
1. Електрична фіксація атмосферного азоту. У міру виснаження природних джерел добрива у 19 столітті штучні підживлення забезпечили подальше розширення сільського господарства.
2. Збереження сахаросодержащих рослин. Джорджу МакМаліну (George W. McMullen) з Чикаго приписується відкриття способу сушіння цукрової тростини та цукрових буряків для транспортування. Виробництво цукру стало більш ефективним і незабаром його постачання значно підвищилися.
3. Швидкорізальні сталеві метали. При додаванні вольфраму до сталі «інструменти, виготовлені таким чином, могли різати з величезною швидкістю без шкоди для загартування або ріжучої кромки». Приріст ефективності ріжучих верстатів зробив «що інше, як революцію»
4. Лампа з вольфрамовою ниткою розжарення. Ще одне досягнення хімії: після того, як вольфрам замінив вуглець у нитці розжарювання, лампочка вважається «удосконаленою». Станом на 2016 рік, від них поступово відмовляються у всьому світі на користь компактних люмінесцентних ламп, які є вчетверо ефективнішими.
5. Літак. Хоча в 1913 році він ще не так широко використовувався для транспортування, «Семюель Ланглі та брати Райт мають бути удостоєні головних нагород за їхній внесок у розвиток механічного польоту».
6. Парова турбіна. Як і в попередньому списку, турбіна заслуговує на похвалу не тільки за «використання пари в якості первинної рушійної сили», а й за її застосування у «виробленні електроенергії».
7. Двигун внутрішнього згоряння. З точки зору транспортування, Доу найбільше відзначає заслуги "Деймлера, Форда та Дюрі." Готліб Даймлер є відомим піонером моторних транспортних засобів. Генрі Форд (Henry Ford) розпочав виробництво Моделі Т у 1908 році, яка залишалася дуже популярною до 1913 року. Чарльз Дюрі (Charles Duryea) створив один із найраніших комерційно успішних бензинових транспортних засобів після 1896 року.
8. Пневматична шина, яка спочатку була вигадана Робертом Вільямом Томсоном, інженером залізничного транспорту. "Те, що колія зробила для локомотива, пневматична шина зробила для транспортних засобів, не прив'язаних до залізниць". Проте в нарисі вдячність висловлюється Джону Данлопу (John Dunlop) і Вільяму Бартлетту (William C. Bartlet), кожен з яких зробив серйозний внесок у розвиток автомобільних та велосипедних шин.
9. Бездротовий зв'язок. Доу похвалив Марконі за те, що він зробив бездротовий зв'язок «комерційно доцільним». Автор нарису також залишив коментар, який можна віднести і до розвитку всесвітнього павутиння, який стверджує, що бездротовий зв'язок був «розроблений, перш за все, для задоволення потреб торгівлі, але принагідно він сприяв і соціальній взаємодії».
10. Набірні машини. Гігантський ротаційний прес міг штампувати величезні обсяги друкованого матеріалу. Слабкою ланкою у виробничому ланцюжку була комплектація друкованих пластин. Лінотип і монотип допомогли позбутися цього недоліку.
Всі надіслані нариси були зібрані та проаналізовані, щоб скласти список винаходів, які сприймалися як найбільш значущі. Бездротовий телеграф був практично у кожному тексті. «Літак» посів друге місце, хоча його вважали важливим лише через потенціал літальної техніки. Ось інші результати:
Промислова революція - інноваційний період середини 18-19 століть - перенесла людей з переважно аграрного існування у відносно міський спосіб життя. І хоча ми називаємо цю епоху «революцією», її назва дещо вводить в оману. Цей рух, який виник у Великій Британії, не був раптовим вибухом досягнень, а був серією послідовних проривів, які спиралися або підживлювали один одного.
Так само, як доткоми були невід'ємною частиною 1990-х, саме зробили цю епоху унікальною. Без усіх цих геніальних розумів багатьох важливих товарів та послуг, якими ми користуємось сьогодні, просто не існувало б. Незалежно від того, був винахідник простим мрійником-теоретиком або завзятим творцем важливих речей - ця революція змінила життя багатьох людей (включаючи нас).
У багатьох із нас фраза «відкладіть ваші калькулятори на час іспиту» завжди викликатиме занепокоєння, але такі іспити без калькуляторів наочно демонструють, яким було життя Чарльза Беббіджа. Англійський винахідник і математик народився 1791 року, згодом його завданням стало вивчення математичних таблиць у пошуках помилок. Такі таблиці, як правило, використовувалися в астрономії, банківській справі та інженерії, і оскільки створювалися від руки, часто містили помилки. Беббідж задумав створити калькулятор і зрештою розробив кілька моделей.
Звичайно, у Беббіджа не могло бути сучасних комп'ютерних компонентів на кшталт транзисторів, тому обчислювальні машини були суто механічними. Вони були напрочуд великими, складними і їх було важко побудувати (жоден з машин Беббіджа не з'явився за його життя). Наприклад, різницева машина "номер один" могла вирішувати поліноми, але її конструкція складалася з 25 000 окремих частин загальною вагою 15 тонн. Різнисна машина «номер два» була розроблена в період з 1847 по 1849 рік і була більш елегантною, поряд із порівнянною потужністю і втричі меншою вагою.
Існувала й інша конструкція, завдяки якій Беббідж отримав звання батька сучасної обчислювальної техніки, на думку деяких людей. У 1834 році Беббідж вирішив створити машину, яку можна було б запрограмувати. Як і сучасні комп'ютери, машина Беббіджа могла зберігати дані для подальшого використання інших обчисленнях і виконувати логічні операції типу if-then. Беббідж не особливо займався розробкою конструкції аналітичної машини, як у випадку з різницевими машинами, але щоб представляти грандіозність першої, потрібно знати, що вона була настільки масивною, що їй потрібен був паровий двигун для роботи.
Пневматична шина
Як і багато винаходів цієї епохи, пневматична шина «стояла на плечах гігантів», вступаючи в нову хвилю винаходів. Таким чином, хоча часто винахід цієї важливої речі приписують Джону Данлопу, до нього в 1839 Чарльз Гудієр запатентував процес вулканізації каучуку.
До експериментів Гудієра каучук був дуже новим продуктом із відносно невеликим спектром застосування, але це завдяки його властивостям дуже швидко змінилося. Вулканізація, в якій каучук зміцнювався сіркою та свинцем, створювала міцніший матеріал, що підходить для виробничого процесу.
Тоді як каучукові технології швидко розвивалися, інші супутні винаходи промислової революції розвивалися набагато повільніше. Незважаючи на такі досягнення, як педалі та керовані колеса, велосипеди залишалися більше предметом цікавості, ніж практичним видом транспорту протягом більшої частини 19 століття, оскільки були громіздкими, їх рами – важкими, а колеса – жорсткими та маломаневреними.
Данлоп, ветеринар за професією, відзначив усі ці недоліки, коли спостерігав за тим, як його син насилу керує триколісним велосипедом, і вирішив їх виправити. Спочатку він спробував загорнути садовий шланг у кільце та обернути його рідким каучуком. Цей варіант виявився значно перевершуючим уже існуючі шини зі шкіри та укріпленої гуми. Незабаром Данлоп почав виробляти велосипедні шини за допомогою компанії Edlin and Co., а пізніше вона стала Dunlop Rubber Company. Вона швидко захопила ринок та значно підвищила виробництво велосипедів. Незабаром після цього Dunlop Rubber Company розпочала виробництво гумових шин для іншого продукту промислової революції – автомобіля.
Як і з каучуком, практичне застосування наступного пункту тривалий час не було очевидним.
Винахід типу лампочки займають дуже багато сторінок у книзі історії, але ми впевнені, що будь-який практикуючий хірург назвав би анестезію кращим продуктом промислової революції. До її винаходу виправлення будь-якої недуги було, мабуть, більш болючим, ніж сама недуга. Одна з найбільших проблем, пов'язаних із видаленням зуба або кінцівки, полягала в утриманні пацієнта в розслабленому стані найчастіше за допомогою алкоголю та опіуму. Сьогодні, звичайно, ми всі можемо подякувати анестезії за те, що мало хто з нас може згадати болючі відчуття від операції взагалі.
Закис азоту та ефір були виявлені на початку 1800-х років, але обидва засоби не знайшли особливого практичного застосування, крім марного одурманювання. Закис азоту взагалі був більш відомий як веселий газ і використовувався для розваги аудиторії. Під час однієї з таких демонстрацій молодий стоматолог Хорас Уеллс побачив, як хтось вдихнув газ та пошкодив ногу. Коли чоловік повернувся на своє місце, Уеллс запитав, чи було боляче постраждалому, і почув у відповідь, що ні. Після цього стоматолог вирішив використовувати веселий газ у своїй роботі, причому першим піддослідним зголосився бути сам. Наступного дня Уеллс і Гарднер Колтон, організатор шоу, вже випробували веселий газ в офісі Уеллса. Газ діяв чудово.
Незабаром після цього випробували і ефір як анестезію при тривалих операціях, хоча хтось насправді стояв за залученням цього засобу, так достеменно і невідомо.
Багато винаходи, що змінили світ, з'явилися саме в період промислової революції. Камера була однією з них. Насправді, попередник камери, відомий як камера-обскура, з'явився ще наприкінці 1500-х років.
Однак збереження знімків камери тривалий час було проблемою, особливо якщо у вас не було часу, щоб їх малювати. Потім прийшов Нікефор Ньєпс. У 1820-х роках французові спала на думку ідея накласти крейдований папір, наповнений світлочутливими хімічними речовинами, на зображення, що проектується камерою-обскурою. Через вісім годин з'явилася перша у світі фотографія.
Розуміючи, що вісім годин - це занадто довгий час для позування в режимі зйомки сімейного портрета, Ньєпс об'єднав сили з Луї Дагером, щоб покращити свою конструкцію, і саме Дагер продовжував справу Ньєпса після його смерті у 1833 році. Так званий даггеротип спочатку викликав ентузіазм у французькому парламенті, та був у всьому світі. Однак, хоча дагеротип міг створювати дуже детальні зображення, з них не можна було зробити репліку.
Сучасник Дагера, Вільям Генрі Фокс Талбот, також працював над покращенням фотографічних зображень у 1830-х роках і зробив перший негатив, через який світло могло висвічуватися на фотографічному папері та створювати позитив. Схожі досягнення почали швидко знаходити місце, і поступово камери стали здатні навіть знімати об'єкти, що рухаються, а час експозиції - скорочуватися. Фото коня, зроблене в 1877 році, поклало край давнім дебатам на тему того, чи всі чотири ноги коня відриваються від землі під час галопу (так). Тому наступного разу, коли ви дістанете свій смартфон, щоб зробити знімок, на секунду подумайте про повіки інновацій, які дозволили цьому знімку народитися.
Фонограф
Ніщо не може повною мірою повторити досвід живого виступу улюбленого гурту. Нещодавно живі виступи взагалі були єдиним способом прослуховування музики. Томас Едісон змінив це назавжди, розробивши метод транскрибування телеграфних повідомлень, що привів його до ідеї фонографа. Ідея проста, але прекрасна: записуюча голка видавлює канавки, що відповідають звуковим хвилях музики або мови, в циліндрі, що обертається, покритому оловом, а інша голка відтворює вихідний звук на основі цих канавок.
На відміну від Беббіджа та його десятирічних спроб побачити свої проекти здійсненими, Едісон доручив своєму механіку Джону Круезі побудувати машину та через 30 годин отримав у свої руки робочий прототип. Але Едісон не зупинився на досягнутому. Його перші олов'яні циліндри могли відтворити музику лише кілька разів, тому потім Едісон замінив олово на воск. На той час фонограф Едісона вже не був єдиним на ринку, а згодом люди почали відмовлятися від циліндрів Едісона. Основний механізм зберігся і використовується досі. Непогано для випадкового винаходу.
Паровий двигун
Як сьогодні нас зачаровує гуркіт двигунів V8 та швидкісних реактивних літаків, колись і парові технології були неймовірними. До того ж, це відіграло гігантську роль у підтримці промислової революції. До цієї епохи люди використовували коней та карети, щоб пересуватися, а практика видобутку корисних копалин у шахтах була дуже трудомісткою та неефективною.
Джеймс Уатт, шотландський інженер, не розробив паровий двигун, але йому вдалося зробити більш ефективну таку версію в 1760-х роках шляхом додавання окремого конденсатора. Це назавжди змінило гірничодобувну промисловість.
Спочатку деякі винахідники використовували паровий двигун для викачування та видалення води із шахт, що давало покращений доступ до ресурсів. У міру того як ці двигуни набували популярності, інженери задавалися питанням, як їх можна покращити. Версія парового двигуна Уатта не потребувала охолодження після кожного удару, яким супроводжувався видобуток ресурсів у той час.
Інші ж запитували: що, якщо замість того, щоб транспортувати сировину, товари та людей на коні, задіяти машину на паровій тязі? Ці думки надихнули винахідників дослідження потенціалу парових двигунів поза гірничодобувного світу. Модифікація парового двигуна Уатта призвела до інших розробок промислової революції, включаючи перші паровози та судна на паровій тязі.
Наступний винахід, можливо, менш відомий, але має певно важливе значення.
Консервація
Відкрийте кухонну шафу і виявите хоч один корисний винахід промислової революції. Той самий період, який подарував нам паровий двигун, змінив наш спосіб зберігання їжі.
Після поширення Великобританії в інші частини світу, винаходи почали підживлювати промислову революцію з постійною швидкістю. Наприклад, такий випадок стався з французьким шеф-кухарем та новатором на ім'я Ніколя Аппер. У пошуках шляхів збереження продуктів без втрати смаку та свіжості Аппер регулярно експериментував із зберіганням їжі у контейнерах. Зрештою він дійшов висновку, що зберігання їжі, пов'язане з сушінням або сіллю, не призводить до поліпшення смакових якостей, а навпаки.
Аппер подумав, що зберігання продуктів у контейнерах буде особливо корисним для моряків, які страждають від недоїдання у морі. Француз працював над технікою кип'ятіння, яка полягала у приміщенні їжі в банку, ущільнення, а потім кип'ятіння у воді для створення вакуумного ущільнення. Аппер досяг своєї мети, розробивши спеціальний автоклав для консервації на початку 1800-х років. Основна концепція збереглася досі.
До появи смартфонів та ноутбуків люди все ще продовжували користуватися такою технологією промислової революції, як телеграф – хоч і значно менше, ніж раніше.
Через електричну систему мереж телеграф міг передавати повідомлення з одного місця до іншого великі відстані. Отримувач повідомлення повинен був інтерпретувати маркування, зроблене машиною за допомогою азбуки Морзе.
Перше повідомлення було відправлено в 1844 Семюелем Морзе, винахідником телеграфу, і воно точно передає його хвилювання. Він передав «Що творить Господь?» за допомогою своєї нової системи, натякаючи на те, що виявив щось велике. Так і було. Телеграф Морзе дозволив людям спілкуватися практично миттєво на великій відстані.
Інформація, що передається за допомогою телеграфних ліній, також серйозно сприяла розвитку ЗМІ та дозволила урядам швидше обмінюватися інформацією. Розвиток телеграфу навіть породив першу службу новин, Associated Press. Врешті-решт, винахід Морзе з'єднав Америку з Європою - і це було дуже важливо на той час.
Прядка «Дженні»
Чи то шкарпетки або що-небудь з модних предметів одягу, саме досягнення текстильної промисловості в період промислової революції уможливили ці речі для мас.
Прядка «Дженні», або прядильна машина Харгрівса, зробила великий внесок у розвиток цього процесу. Після того як сировина - бавовна або шерсть - збирається, з неї потрібно зробити пряжу, і найчастіше ця робота дуже копітка для людей.
Джеймс Харгрівс вирішив це питання. Приймаючи виклик британського Королівського товариства мистецтв, Харгрівс розробив пристрій, який набагато перевиконав вимоги конкурсу, щоб він сплітав щонайменше шість пряж одночасно. Харгрівс побудував машину, яка видавала вісім потоків одночасно, що різко підвищувало ефективність цієї діяльності.
Пристрій складався з прядки, яка контролювала потік матеріалу. На одному кінці пристрою знаходився матеріал, що обертається, а на іншому нитки збиралися в пряжу з-під ручного колеса.
Дороги та шахти
Створити інфраструктуру підтримки промислової революції було не так легко. Попит на метали, у тому числі залізо, підбурював промисловість вигадувати ефективніші методи видобутку та транспортування сировини.
Протягом кількох десятиліть залізодобувні компанії постачали велику кількість заліза фабрикам та виробничим компаніям. Для отримання дешевого металу гірничодобувні компанії постачали більше чавуну, ніж кованого заліза. Крім того, люди стали використовувати металургію чи просто досліджувати фізичні властивості матеріалів у промислових умовах.
Масовий видобуток заліза дозволив механізувати інші винаходи промислової революції. Без металургійної промисловості не розвинулися б залізниці, паровози, міг статися застій у розвитку транспорту та інших галузей.
У статті поговоримо про великі відкриття 20 століття. Не дивно, що з давніх-давен люди намагалися втілити в реальність свої найсміливіші мрії. На рубежі минулого століття було винайдено неймовірні речі, які перевернули життя всього світу.
Рентгенівські промені
Список великих відкриттів 20 століття розпочнемо з розгляду електромагнітного випромінювання, яке насправді відкрили наприкінці ХІХ століття. Автором винаходу став німецький фізик Вільгельм Рентген. Вчений зауважив, що при включенні струму в катодній трубці, покритій кристалами барію, починає з'являтися невелике світіння. Є й інша версія, за якою дружина приносила чоловікові вечерю, і він помітив, що бачить її кістки, що просвічуються крізь шкіру. Це все версії, але є факти. Наприклад, Вільгельм Рентген відмовлявся отримати патент за свій винахід, тому що вважав, що ця діяльність не може давати реальний дохід. Таким чином, ми зараховуємо рентгенівські промені до великих відкриттів 20 століття, які вплинули на розвиток науково-технічного потенціалу.
Телебачення
Нещодавно телевізор був річчю, що свідчить про спроможність свого господаря, однак у сучасному світі телебачення відійшло на другий план. При цьому сама ідея винаходу зародилася ще в 19 столітті одночасно у російського винахідника Порфирія Гусєва та професора з Португалії Адріано де Пайва. Вони перші сказали про те, що незабаром буде винайдено пристрій, що дозволяє передавати зображення за допомогою дроту. Перший приймач, розмір екрану якого був лише 3 на 3 см, продемонстрував світові Макс Дікманн. При цьому Борис Розінг довів, що можна застосовувати катодно-променеву трубку для того, щоб була можливість перетворювати електричний сигнал на зображення. У 1908 році фізик Ованес Адамян із Вірменії запатентував апарат для передачі сигналів, що складається з двох кольорів. Вважається, що перший телевізор був розроблений на початку ХХ століття в Америці. Зібрав його російський емігрант Володимир Зворикін. Саме він розбив світловий промінь на зелений, червоний та синій, таким чином отримавши кольорове зображення. Такий винахід він назвав іконоскопом. На заході винахідником телебачення вважають Джона Берда, який першим запатентував пристрій, що створює зображення з 8 ліній.
Мобільні телефони
Перший мобільний телефон з'явився у 70-х роках минулого сторіччя. Якось співробітник відомої компанії Motorola, яка займалася розробкою портативних пристроїв, Мартін Купер, показав своїм друзям величезну трубку. Тоді вони не повірили, що подібне можна було винайти. Пізніше, гуляючи Манхеттеном, Мартін зателефонував начальнику з компанії конкурента. Таким чином, він уперше на практиці показав дієвість своєї величезної телефонної трубки. Радянський вчений Леонід Купріянович ще 15 років до цього проводив схожі експерименти. Саме тому точно говорити про те, хто насправді є відкривачем портативних пристроїв, досить важко. У будь-якому разі мобільні телефони – це гідне відкриття 20 століття, без якого уявити сучасне життя просто неможливо.
Комп'ютер
Одне з найбільших наукових відкриттів XX століття – це винахід комп'ютера. Погодьтеся, сьогодні без цього пристрою неможливо ні працювати, ні відпочивати. Ще кілька років тому комп'ютери використовувалися лише у спеціальних лабораторіях та організаціях, але вже сьогодні це звичайна річ у кожній родині. Як же була винайдена ця супермашина?
Німець Конрад Цузе в 1941 створив обчислювальну машину, яка, по суті, могла робити ті ж операції, що і сучасний комп'ютер. Відмінність в тому, що машина працювала за допомогою телефонних реле. Через рік фізик з Америки Джон Атанасов та його аспірант Кліффорд Беррі спільно розробили електронний комп'ютер. Однак цей проект не був завершений, тому не можна говорити, що вони є реальними творцями такого пристрою. 1946 року Джон Моклі продемонстрував, за його заявою, перший електронний комп'ютер ЕНІАК. Пройшло ще багато часу, і величезні коробки замінили маленькі та тонкі пристрої. До речі, персональні комп'ютери з'явилися лише наприкінці минулого сторіччя.
Інтернет
Велике технологічне відкриття 20 століття – це інтернет. Погодьтеся, що без нього навіть найпотужніший комп'ютер не такий уже й корисний, особливо в сучасному світі. Багато людей не люблять дивитися телевізор, але вони забувають про те, що влада над людською свідомістю давно захопила інтернет. У кого виникла ідея такої глобальної міжнародної мережі? Вона з'явилася у групі вчених у 50-х роках минулого століття. Вони хотіли створити якісну мережу, яку було б складно зламати чи прослухати. Причиною виникнення такої думки стала Холодна війна.
Влада США під час Холодної війни використовувала певний пристрій, який дозволяв передавати дані на відстані, не вдаючись до пошти або телефону. Цей пристрій називався APRA. Пізніше вчені дослідницьких центрів різних штатів взялися за створення мережі APRANET. Вже 1969 року завдяки цьому винаходу вдалося зв'язати всі комп'ютери університетів, представлених цією групою вчених. Через чотири роки до цієї мережі приєдналися інші дослідні центри. Після того як з'явився e-mail, кількість людей, які бажають проникнути у Всесвітню павутину, почала швидко зростати в геометричній прогресії. Щодо сучасного стану, то на даний момент понад 3 млрд людей користуються інтернетом щодня.
Парашут
Незважаючи на те, що ідея парашута спала на думку Леонардо да Вінчі, все ж таки цей винахід у сучасному вигляді відносять до великих відкриттів 20 століття. З появою повітроплавання почалися регулярні стрибки з великих повітряних куль, яких кріпили напіврозкриті парашути. Вже 1912 року один американець вирішив стрибнути з таким пристроєм із літака. Він вдало приземлився на землю і став найсміливішим жителем Америки. Пізніше інженер Гліб Котельников винайшов парашут лише з шовку. Також він зумів упакувати його в невеликий ранець. Перевірка винаходу відбувалася на автомобілі, що рухається. Таким чином вигадали гальмівний парашут, який би дозволяв задіяти систему аварійного гальмування. Так, перед початком Першої світової війни вчений отримав патент на свій винахід у Франції, і таким чином став першовідкривачем парашута у 20 столітті.
Фізики
Тепер поговоримо про великих фізиків 20 століття та їх відкриття. Всім відомо, що фізика є основою, без якої уявити комплексний розвиток будь-якої іншої науки, в принципі, неможливо.
Зазначимо квантову теорію Планка. 1900 року німецький професор Макс Планк став відкривачем формули, яка описувала розподіл енергії у спектрі чорного тіла. Зауважимо, що раніше вважалося, що енергія завжди розподіляється рівномірно, але винахідник довів, що розподіл відбувається пропорційно завдяки квантам. Вчений склав доповідь, якій на той час ніхто не повірив. Проте вже за 5 років завдяки висновкам Планка великий вчений Ейнштейн зміг створити квантову теорію фотоефекту. Завдяки квантовій теорії Нільс Бор зумів побудувати модель атома. Таким чином Планк створив потужну базу для подальших відкриттів.
Не можна забувати про найбільше відкриття 20 століття - відкриття теорії відносності Альберта Ейнштейна. Вченому вдалося довести, що гравітація є наслідком викривлення чотиривимірного простору, а саме часу. Також він пояснив ефект уповільнення часу. Завдяки відкриттям Ейнштейна вдалося розрахувати багато астрофізичних величин і відстані.
До найбільших відкриттів 19-20 століття можна віднести винахід транзистора. Перший робочий пристрій було створено 1947 року дослідниками з Америки. Вчені експериментально підтвердили вірність своїх ідей. 1956 року вони вже отримали Нобелівську премію за відкриття. Завдяки їм в електроніці розпочалася нова ера.
Медицина
Розгляд великих відкриттів у медицині 20-21 століття почнемо з винаходу пеніциліну Олександром Флемінгом. Відомо, що ця цінна речовина була виявлена внаслідок недбалості. Завдяки відкриттю Флемінгу люди перестали боятися найнебезпечніших хвороб. У цьому ж столітті було відкрито структуру ДНК. Її відкривачами вважаються Френсіс Крік та Джеймс Вотсон, які за допомогою картону та металу створили першу модель молекули ДНК. Неймовірний галас підняла інформація про те, що у всіх живих організмів принцип будови ДНК однаковий. За це революційне відкриття вчені було нагороджено Нобелівською премією.
Великі відкриття 20-21 століття продовжуються знаходженням можливості пересаджувати органи. Такі дії досить довго сприймалися як щось нереальне, але вже у минулому столітті вчені зрозуміли, що домогтися безпечної якісної пересадки можна. Офіційне відкриття цього факту відбулося 1954 року. Тоді лікар із Америки Джозеф Мюррей пересадив нирку одному зі своїх пацієнтів від брата-близнюка. Таким чином він показав, що можна пересадити людині чужий орган, і вона ще довго житиме.
1990 року лікар був нагороджений Нобелівською премією. Проте ще тривалий час фахівці пересаджували все, окрім серця. Нарешті, у 1967 році чоловікові у літньому віці пересадили серце молодої жінки. Тоді пацієнтові вдалося прожити лише 18 днів, але вже сьогодні люди з донорськими органами та серцями живуть багато років.
УЗД
Також до важливих винаходів минулого століття у галузі медицини варто віднести УЗД, без якого лікування уявити дуже важко. У сучасному світі складно знайти людину, яка б не проходила ультразвукове сканування. Винахід датують 1955 роком. Найнеймовірнішим відкриттям минулого століття вважають запліднення у пробірці. Британським ученим вдалося в лабораторних умовах запліднити яйцеклітину, а потім помістити її до матки жінки. У результаті світ з'явилася всесвітньо відома "дівчинка з пробірки" Луїза Браун.
Великі географічні відкриття 20 століття
У минулому столітті була детально досліджена Антарктида. Завдяки цьому вчені отримали точні дані про кліматичні умови та фауну Антарктики. Російський академік Костянтин Марков створив перший у світі атлас Антарктиди. Великі відкриття початку 20 століття в галузі географії продовжимо експедицією, яка вирушила до Тихого океану. Радянськими дослідниками була виміряна найглибша океанічна западина, яка отримала назву Маріанської.
Морський атлас
Пізніше було створено морський атлас, який дозволяв вивчати напрямок течії, вітру, визначати глибину та розподіл температури. Одним із найгучніших відкриттів минулого століття стало виявлення озера Схід під величезним шаром льоду в Антарктиді.
Як ми вже знаємо, минуле століття було дуже насичене різними відкриттями. Можна сказати, що стався справжній прорив у всіх сферах. Потенційні можливості вчених з усього світу досягли свого максимуму, завдяки чому нині світ розвивається семимильними кроками. Багато відкриття стали поворотним моментом в історії всього людства, особливо це стосується досліджень у галузі медицини.
Введение…………………………………………………………………………...2
1. Науково-технічні винаходи кінця 19-початку 20 ст…………………...3
2. Структурні зміни у промисловості………………………………...7
3. Вплив науково-технічного прогресу на світову економіку…………9
Заключение……………………………………………………………………….11
Список використаної литературы…………………………………………...12
Вступ
Наприкінці 19- початку 20 століття стрімкими темпами відбувався розвиток продуктивних сил. У зв'язку з цим значною мірою збільшився обсяг світового промислового виробництва. Ці зміни супроводжувалися стрімким розвитком техніки, нововведення якої охоплювали різні сфери виробництва, транспорту та побуту. Також істотні зміни відбулися технології організації промислового виробництва. У цей час виникло багато зовсім нових галузей, які існували раніше. Також відбулися значні зрушення у розміщенні продуктивних сил як на міжнародному рівні, так і всередині окремих держав.
Такий стрімкий розвиток світової промисловості був пов'язаний з науково-технічною революцією кінця 19-початку 20 століття. З допомогою запровадження досягнень науково-технічного прогресу розвиток промисловості в19-20 ст. призвело до істотних змін умови та спосіб життя всього людства.
Метою написання даної є аналіз науково-технічних досягнень кінця 19-початку 20 століття, а також визначення їх впливу на світовий економічний розвиток.
При написанні даної роботи необхідно вирішити такі завдання: характеристика науково-технічних винаходів кінця 19-початку 20 ст.; аналіз структурних змін промисловості кінця 19-початку 20 ст.; визначення впливу технологічного розвитку на світову економіку
Науково-технічні винаходи кінця 19-початку 20 ст.
Наприкінці 19 століття настала так звана "Епоха електрики". Так, якщо перші машини були створені майстрами-самоуками, то в цей період усі технологічні впровадження були тісно пов'язані з наукою. На основі розвитку електрики було розроблено нову енергетичну основу промисловості та транспорту. Так було в 1867г. В. Сіменсом було винайдено електромагнітний генератор, за допомогою якого шляхом обертання провідника в магнітному полі можна було отримувати та виробляти електричний струм. У 70гг. 19 століття було винайдено динамо-машину, яка використовувалася не тільки як генератор електроенергії, але і як двигун, який перетворював електричну енергію на динамічну. У 1883 р. було винайдено Т. Едісоном перший сучасний генератор, а 1891р. він винайшов трансформатор. Завдяки даним винаходам промислові підприємства тепер могли розміщуватися далеко від енергетичних баз, а виробництво електроенергії було організовано на спеціальних підприємствах – електростанціях. Обладнання машин електродвигунами значною мірою збільшило швидкість верстатів, що призвело до підвищення продуктивності праці та створило передумови для подальшої автоматизації виробничого процесу.
У зв'язку з тим, що потреба в електроенергії постійно зростала, то виникла потреба в розробці потужніших, компактніших та економічних двигунів. Так, англійським інженером Ч. Парсонсом в 1884 було винайдено багатоступінчасту парову турбіну, за допомогою якої можна було в кілька разів підвищити швидкість обертання.
Широко використовувалися двигуни внутрішнього згоряння, розроблені німецькими інженерами Даймлером і Бенцом у середині 80 гг.
У 1896р. німецьким інженером Р.Дізелем було розроблено двигун внутрішнього згоряння із великим коефіцієнтом корисної дії. Трохи пізніше цей двигун пристосували до роботи на важкому рідкому паливі, у зв'язку з чим його почали широко застосовувати у всіх галузях промисловості та транспорту. У 1906 р. США з'явилися трактори з двигунами внутрішнього згоряння. Масове виробництво таких тракторів було освоєно під час Першої світової війни.
У цей час однією з основних галузей була електротехніка. Так, стала вельми поширеною набуло електричного висвітлення, що було з будівництвом великих промислових підприємств, розвитком міст і істотним збільшенням виробництва електроенергії.
Також широкого розвитку набула і така галузь електротехніки, як техніка засобів зв'язку. Наприкінці 19 століття було вдосконалено апаратуру дротяного телеграфу, а початку 80 гг. 19 століття були виконані роботи з конструювання та практичного застосування телефонної апаратури. Телефонний зв'язок став швидко поширюватися у всіх країнах світу. Перша телефонна станція була побудована США в 1877 р., в 1879г. була побудована телефонна станція у Парижі, а 1881 року – у Берліні, Петербурзі, Москві, Одесі, Ризі та Варшаві.
Одним з основних досягнень науково-технічної революції був винахід радіо - бездротовий електрозв'язок, який заснований на використанні електромагнітних хвиль. Вперше ці хвилі були виявлені німецьким фізиком Г.Герцем. Насправді цю зв'язок застосував видатний російський учений А.С. Попов, який 7 травня 1885р. продемонстрував перший у світі радіоприймач.
На початку 20 століття було винайдено ще одну галузь електротехніки – електроніка. Так було в 1904г. англійський вчений Дж. А. Флемінг винайшов двоелектродну лампу (діод), яка могла використовуватись для перетворення частот електричних коливань. У 1907р. американським конструктором Лі де Форестом було винайдено триелектродну лампу (тріод) за допомогою якої можна було не лише перетворювати частоту електричних коливань, а й посилювати слабкі коливання.
Так, промислове застосування електричної енергії, будівництво електростанцій, розширення електричного освітлення міст, розвиток телефонного зв'язку зумовили швидке розвиток електротехнічної промисловості.
Стрімкий розвиток машинобудування, суднобудування, військового виробництва та залізничного транспорту ставив попит на чорні метали. У металургії почали застосовуватися технічні нововведення, а техніка металургії досягла великих успіхів. Істотно змінилися конструкції та збільшилися обсяги доменних печей. Було введено нові способи виробництва сталі за рахунок переділу чавуну в конвертор під сильним дуванням.
У 80-х роках. 19 століття було впроваджено електролітичний спосіб отримання алюмінію, що призвів до розвитку кольорової металургії. Електролітичний метод також використовували для одержання міді.
Ще одним з основних напрямів науково-технологічного прогресу був транспорт. Так, у зв'язку з технічним розвитком виникли нові види транспорту. Зростання обсягу та швидкості перевезень сприяли вдосконаленню залізничної техніки. Було вдосконалено рухомий склад на залізницях: зросла потужність, сила тяги, швидкохідність, вага та розміри паровозів та вантажопідйомність вагонів. З 1872 р. на залізничному транспорті було введено автоматичні гальма, а 1876р. розроблено конструкцію автоматичного зчеплення.
Наприкінці 19 століття у Німеччині, Росії та США проводилися експерименти щодо введення на залізницях електричної тяги. Перша лінія електричного міського трамваю відкрилася Німеччині 1881г. У Росії її будівництво трамвайних ліній почалося з 1892г.
У період науково-технічного прогресу кінця 19-початку 20 ст. було винайдено новий вид транспорту – автомобільний. Перші автомобілі були сконструйовані німецькими інженерами К. Бенцем та Г. Даймлером. Промислове виробництво автомобілів почалося з 90-х років. 19 ст. Високі темпи розвитку автомобілебудування сприяли будівництву шосейних доріг.
Ще одним новим видом транспорту був повітряний транспорт, вирішальну роль розвитку якого зіграли літаки. Перші спроби конструювання літаків з паровими двигунами було здійснено А. Ф. Можайським, К. Адером, Х. Максимом. Широке поширення авіація набула після встановлення легких і компактних бензинових двигунів. Спочатку літаки мали спортивне значення, потім стали використовувати у військовій справі, а потім – для перевезення автомобілів.
У цей час також було організовано хімічні методи обробки сировини практично у всіх галузях виробництва. У таких галузях як машинобудування, електротехнічне виробництво, текстильна промисловість стали широко використовувати хімію синтетичних волокон.
Науково-технічний прогрес кінця 19-початку 20 ст. сприяв запровадженню багатьох нововведень удосконалення технічної сфери легкої, поліграфічної та інших галузей промисловості.
Люди з давніх часів намагалися втілити в реальність сни та фантазії, щоб спростити та урізноманітнити свій побут. Ми перерахуємо кілька винаходів 20 століття, які змінили звичний погляд життя.
1. Рентгенівські промені
КВНівський жарт говорить, що рентген винайшов дяк Іванов, який говорив дружині: «Я тебе, стерво, наскрізь бачу». Насправді електромагнітне випромінювання було відкрито наприкінці XIX століття німецьким фізиком Вільгельмом Рентгеном. Увімкнувши струм у катодній трубці, учений помітив, що паперовий екран, що лежить поруч, покритий кристалами платиноціаністого барію, видає зелене свічення. За іншою версією, дружина принесла вечерю Рентгену, і коли вона ставила тарілку на стіл, учений звернув увагу, що її кістки просвічують крізь шкіру. Достовірно відомо, що Вільгельм тривалий час відмовлявся отримувати патент на винахід, не вважаючи своїх досліджень повноцінним джерелом доходів. Рентгенівські промені можна сміливо зарахувати до відкриття 20 століття.
2. Літак
З давніх-давен люди намагалися створити літальний апарат і піднятися над землею. Але тільки в 1903 році американським винахідникам братам Райт вдалося успішно випробувати свій «Флаєр - 1», оснащений двигуном. Він був у повітрі цілих 59 секунд і пролетів над долиною Кітті-Хоук 260 метрів. Ця подія вважається моментом зародження авіації. Сьогодні без літаків неможливо уявити розвиток бізнесу, ні відпочинок. «Сталеві птахи», як і раніше, залишаються найшвидшим видом транспорту.
3. Телебачення
Нещодавно телевізор вважався престижною річчю, що підкреслює статус власника. У різний час над його розробкою працювали багато уми. Ще в XIX столітті португальський професор Адріано Де Пайва та російський винахідник Порфирій Бахметьєв незалежно один від одного висунули ідею першого пристрою, здатного передавати зображення з проводів. В 1907 Макс Дікманн продемонстрував перший телевізійний приймач з екраном розміром 3х3. У тому ж році професор Петербурзького технологічного інституту Борис Розінг довів можливість застосування катодно-променевої трубки для перетворення електричного сигналу на видиме зображення. В 1908 вірменський фізик Ованес Адамян отримав патент на двоколірний апарат для передачі сигналів. Наприкінці 20-х років 20-го століття в Америці було розроблено перший телевізор, зібраний російським емігрантом Володимиром Зворикіним. Йому вдалося розбити світловий промінь на синій, червоний та зелений кольори та отримати кольорове зображення. Свій зразок він назвав "іконоскопом". Однак на Заході «батьком телебачення» вважають шотландця Джона Лоджі Берда, який запатентував пристрій, що створює зображення із восьми ліній.
4. Мобільний телефон
Перший телефон був продемонстрований наприкінці XIX століття, а перший мобільник з'явився у 70-х роках ХХ століття. Коли Мартін Купер - співробітник компанії Motorola з відділу розробки портативних пристроїв показав колегам кілограмову трубку, вони не повірили в успіх нового винаходу. Прогулюючись Манхеттеном, він зателефонував зі свого «цегли» Джоелу Енгелу, начальнику відділу досліджень компанії-конкурента Bell Laboratories, і першим застосував нові технології на практиці. За 15 років до Купера радянський вчений Леонід Купріянович також успішно проводив подібний експеримент. Тому питання про те, кому належить пальма першості у сфері портативних пристроїв, досить спірне. Так чи інакше, «мобільники» стали відкриттям 20 століття і вже міцно увійшли в наше життя.
5. Комп'ютер
Сьогодні важко уявити життя без комп'ютера, ноутбука чи планшета. Адже ще недавно подібні пристрої використовувалися виключно з науковою метою. У 1941-му році німець Конрад Цузе створив механічну обчислювальну машину Z3, яка мала всі властивості сучасного комп'ютера, але працювала на основі телефонних реле. Через рік американський фізик Джон Атанасов та аспірант Кліффорд Беррі почали розробляти перший електронний комп'ютер, але так і не завершили проект. 1946-го естафету продовжив Джон Моклі, і представив світові перший електронний комп'ютер ЕНІАК. Пройшли десятиліття, перш ніж величезні машини, що займають цілі кімнати, перетворилися на компактні пристрої. Перші персональні комп'ютери з'явилися лише наприкінці 70-х років минулого сторіччя.
6. Інтернет
Лаючи любителів посидіти перед телевізором, ми забуваємо, що головна небезпека – це Всесвітня Павутина, Мережа, Матриця, всюдисущий Інтернет. Ідея створити якісний та надійний зв'язок, який складно прослухати, виникла у 50-ті роки ХХ століття. Під час Холодної війни Міністерство оборони США використало проект агентства ARPA для передачі даних на відстані без використання пошти та телефону. Університети Каліфорнії, Санта-Барбари, Юти та Стенфордський дослідницький центр розробили та втілили в реальність мережу ARPAnet. У 1969-му році вона пов'язала комп'ютери цих університетів, через 4 роки приєдналися й інші установи, а з винаходом E-mail кількість охочих поспілкуватися в мережі почала зростати в геометричній прогресії. Нині у світі налічується вже 3 мільярди користувачів інтернету.
7. Відеомагнітофон
У 1944 році російський інженер-зв'язківець Олександр Михайлович Понятов заснував в Америці компанію AMPEX, назвавши її своїми ініціалами і додавши EX - скорочене від «excellent» («чудовий»). Понятов займався виробництвом звукозаписної апаратури, але на початку 50-х зосередився на розробці відеозапису. Він зафіксував сигнал упоперек стрічки за допомогою блоку головок, що обертаються, і 30 листопада 1956-го року в ефір вийшли перші записані новини CBS. А 1960-го року його компанія отримала «Оскар» за видатний внесок у технічне оснащення індустрії кіно та телебачення.
Понад 30 років тому в СРСР була популярна головоломка «Пентаміно»: на аркуші паперу потрібно було правильно скласти фігурні блоки з п'яти квадратиків. З математичної точки зору така головоломка вважалася чудовим тестом для комп'ютера. І науковий співробітник Обчислювального центру АН СРСР Олексій Пажитнов написав програму своєї «Електроніки 60». Через нестачу потужності довелося забрати один кубик, і вийшло «Тетраміно». Пізніше фігурки стали падати до «склянки». Так виник «Тетріс». Це була перша комп'ютерна гра через «Залізну завісу». І хоча з того часу з'явилося багато нових іграшок, «Тетріс» залишається відкриттям 20 століття і, як і раніше, приваблює своєю простотою і реальною складністю.
9. Електромобіль
В останній третині ХІХ століття світ охопила справжня «електрична лихоманка». Багато винахідників билися над створенням електромобіля. У маленьких містах пробіг однією зарядці в 60 км був цілком прийнятний. До 1899 інженер-ентузіаст Іполит Романов створив кілька моделей електричних кебів, а також електричний омнібус на 17 пасажирів. Їм же була розроблена схема міських маршрутів та отримано дозвіл на роботу, щоправда, під особисту відповідальність. Тоді проект Іполита Романова вважали комерційно невигідним. Однак його омнібус став прабатьком сучасного тролейбуса, поява якого, безсумнівно, відноситься до досягнень 20 століття.
10. Парашут
Вперше ідея створення парашута спала на думку Леонардо да Вінчі. А за кілька століть, з появою повітроплавання, почалися регулярні стрибки з повітряних куль, до яких підвішувалися напіврозкриті парашути. 1912-го року американець Беррі стрибнув з таким парашутом з літака, і зміг вдало приземлитися. А інженер Гліб Котельников зробив парашут із шовку та запакував його в компактний ранець. Щоб перевірити, наскільки швидко він розкриється, випробування проводилися на автомобілі, що рухається. Так був придуманий гальмівний парашут як система аварійного гальмування. Напередодні Першої світової війни вчений запатентував свій винахід у Франції і став досягненням 20 століття.
Минулий вік був сповнений доленосних відкриттів, і винаходи 20 століття змінили життя багатьох поколінь. Дивіться програму «Абсолютні генії» на телеканалі Eureka HD, щоб дізнатися більше про людей, які перевернули хід історії.
Завантаження...