Ученый который что то изобрел
Да будет свет: хроника научных открытий, которые перевернули мир
2 июля 1698 года — английский механик Томас Севери патентует первый паровой двигатель. Сама по себе «машина Севери» представляла собой обычный паровой насос без деталей, приводимых в движение. Однако эта разработка позволила последователям Севери внедрить в механические устройства реальные паровые двигатели.
Первый прототип паровоза был сконструирован во Франции военным инженером Николя-Жозе Кюньо уже в 1769 году. Железнодорожные составы, первые автомобили, корабли, станки на заводах и фабриках, моторизированная сельхозтехника — все это работало на пару. Именно разработка парового двигателя дала старт промышленной революции XVIII—XIX веков.
7 января 1839 года — физик Франсуа Араго представляет доклад о дагеротипии на заседании Французской академии наук. Эту дату принято считать днем рождения фотографии. А изобретателем метода был коллега Араго, химик Луи Жак Манде Дагер, который назвал его в свою честь. Он продемонстрировал членам академии снимок «Вид на бульвар дю Тампль» на йодисто-серебряной пластине. Метод дагеротипии заключался в проецировании камерой-обскура изображения на посеребренную медную пластину, которую предварительно обработали йодом. Серебро под действием паров йода стало светочувствительным за счет галогенидов — соединений, реагирующих на свет. В итоге получилось изображение, напоминающее гравюру.
Фотография в наше время стала цифровой, мгновенной и тиражируемой. Она позволяет не только фиксировать события из жизни, но и широко применяется в науке. Алгоритмы искусственного интеллекта обучают на массивах снимков, их же мы получаем из космоса при отправке очередного исследовательского аппарата. Фотография стала одним из способов обмена информацией наряду с текстом.
7 марта 1876 года — изобретатель шотландского происхождения Александр Белл получает патент на изобретение телефона. К тому моменту разработка устройства велась не один год, а занимались ею одновременно несколько исследователей в разных странах.
Свою лепту в разработку телефона вложил и Томас Эдисон. Вместо стержня он предложил использовать в микрофонах угольный порошок.
Первые телефоны были напрямую связаны друг с другом, но в систему быстро внедрили ручные распределительные щиты. На устройствах не было набора номера, а присутствовал рычаг, который нужно было потянуть, чтобы вызвать оператора.
Российский военный связист Григорий Игнатьев 29 марта 1880 года первым разработал систему одновременного телеграфирования и телефонирования с разделением частот. Это позволило создавать протяженные телефонные сети.
Сегодня телефония эволюционировала и включает не только проводной способ связи, но и сотовый, спутниковый, а также связь по IP.
21 октября 1879 года — американский изобретатель-самоучка Томас Эдисон испытал электрическую лампу накаливания. Над ней годами работали ученые из разных стран. К примеру, в 1874 году российский инженер Александр Лодыгин запатентовал самую на тот момент жизнеспособную версию с угольным стержнем, который не плавился. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым, который используется по сей день. Однако именно Эдисон ввел лампочки в массовое использование.
Устройства заменили тусклые керосиновые лампы и газовые горелки в домах и на производствах. Это позволило коренным образом изменить процесс работы на предприятиях и даже режим дня. Кроме того, на улицах стало светлее — а, значит, безопаснее.
Лампочки Эдисона не имели конкурентов почти столетие, вплоть до 1976 года, когда изобретатель Эд Хаммер представил компании General Electric новый тип энергосберегающей лампы.
29 января 1886 года — немецкий инженер Карл Бенц получает патент на первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Он представлял собой трехколесный двухместный экипаж на высоких колесах со спицами. Автомобиль был оснащен бензиновым мотором с водяным охлаждением мощностью всего 0,9 л. с.
Первый самостоятельный автопробег совершила жена Бенца Берта, которая с детьми проехала более 100 км, чтобы навестить мать. При этом машину приходилось толкать в гору, после чего Бенц задумался, чтобы спроектировать коробку передач.
Популяризатором автомобилей по праву называют Генри Форда. Именно он поставил производство на поток и снизил себестоимость машин.
Автомобили сделали людей мобильными. Мы начали строить трассы, развивать транспортные сети, заселять новые территории. В наше время человечество стремится к тому, чтобы освободить себя от управления автомобилем и передать его ИИ. Это небыстрый процесс, но вероятность появления на дорогах беспилотников в ближайшие годы велика.
1 мая 1888 года — изобретатель сербского происхождения Никола Тесла получает патент на асинхронный электродвигатель и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. О переменном токе тогда уже знали многие, а первый прототип электродвигателя представил еще британский физик Майкл Фарадей в 1821 году.
Патент Теслы перекупил американский бизнесмен Георг Вестингауз и запустил массовое производство двигателей. Благодаря этому в США удалось запустить целый ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарскую ГЭС в 1895 году.
Позднее разработку Теслы усовершенствовал российский инженер Михиал Доливо-Добровольский. Он сконструировал трехфазный асинхронный двигатель с ротором, который напоминает беличье колесо. Эта конструкция и лежит в основе современных двигателей.
Сегодня двигатели — это основные преобразователи электрической энергии в механическую. Они используются на производстве и в бытовой технике — от приводов задвижек до вращения барабана в стиральной машине. Именно эти двигатели устанавливают в электромобили, о чем намекает название компании Илона Маска Tesla.
7 мая 1895 года — российский физик Александр Попов проводит первый сеанс радиосвязи с помощью созданного им радиоприемника. Он обнаруживал излучение электромагнитных волн на расстоянии до 60 м от передатчика. В качестве антенны Попов использовал проволоку, поднятую воздушными шарами на высоту 2,5 метра. Исследователь смог передать набранные азбукой Морзе слова Heinrich Hertz (Генрих Герц) с передатчика на приемник собственной конструкции.
Насчет появления радио мнения расходятся. В США его изобретателем считают Дэвида Хьюза, Томаса Эдисона и Николу Теслу. В Германии — Генриха Герца, который первым открыл электромагнитные волны. Многие европейские страны признают изобретателем радио итальянца Гульельмо Маркони, который на месяц опередил Попова. Официально Маркони представил свой аппарат 2 сентября 1895 года и передал с помощью него целый текст на расстояние 3 км.
В 1940-х годах суд признал приоритет изобретения Теслы над аппаратами Маркони и Попова, так как оно могло преобразовывать радиосигнал в звук.
Несмотря на большое количество споров о первенстве, все эти попытки передачи физического сигнала подтолкнули развитие будущих технологий связи. В наше время радио существует не только в его традиционном представлении, но и в виде продолжений: телевидения, мобильной связи, Wi-Fi.
22 декабря 1895 года — немецкий физик Вильгельм Рёнтген делает первый в мире рентгеновский снимок человеческой руки. Незадолго до этого, 8 ноября, ученый открыл Х-лучи, которые способны проникать сквозь различные материалы. За свое открытие Рентген удостоился первой Нобелевской премии по физике в 1901 году.
В настоящее время рентген — это важный способ диагностики в медицине. Кроме того, рентгеновские лучи широко используются в производстве: для обнаружения внутренних дефектов деталей и определения атомной структуры веществ, а также их химического состава. Они нашли применение и в системах безопасности, чтобы, к примеру, просвечивать багаж.
17 декабря 1903 года — братья Уилбер и Орвилл Райт из США проводят первый испытательный полет своего самолета «Флайер-1». Летательный аппарат пробыл в воздухе 12 секунд, преодолев 36,5 м. «Флайер-1» представлял собой биплан с двумя рулями, в котором пилот размещался на нижнем крыле. Его винты были деревянными, а роль шасси выполняла катапульта. Двигатель имел мощность всего 16 л.с.
Кстати, тогда этот полет прошел практически незаметно для общественности. Люди просто не верили, что будут способны покорить небо.
В наши дни самолеты стали обычным видом транспорта. Благодаря развитию авиации теперь можно добраться практически в любую точку Земли. Кроме того, это важный элемент системы доставки грузов. Именно покорение неба зародило еще более амбициозную мечту — полететь в космос.
В 1941 году удалось произвести эффективную дозу пенициллина, которая спасла жизнь 15-летнему подростку с заражением крови. Антибиотик позволил лечить остеомиелит и пневмонию, сифилис и родильную горячку, предотвратить развитие инфекций, а также бороться с туберкулезом. Ранее смертельные болезни перестали считаться таковыми, что повлияло и на глобальную продолжительность жизни.
15 февраля 1946 года — широкой публике представили ENIAC, первый известный компьютер. Его сконструировали ученые Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли в университете Пенсильвании для вычисления баллистики снарядов для американских военных во время Второй мировой войны. Первый компьютер весил 30 тонн и занимал площадь в 200 кв. м, зато мог рассчитать траекторию ракеты за 30 секунд.
Уже в 1975 году на рынок выходит первый пользовательский ПК «Альтаир 8800» компании MITS, а в 1983 году эстафету перехватывает компактный Apple Macintosh. В 1990-е годы ПК становятся доступными практически всем.
Сейчас, в эпоху интернета, мы не представляем свою жизнь без компьютеров. Они делают жизнь удобнее, а еще играют центральную роль в автоматизации многих процессов и в развитии производств. Новый этап — это разработка квантовых компьютеров, которые обладают огромной вычислительной мощностью. Такие устройства гипотетически смогут решать кардинально новые задачи: к примеру, вычислить, есть ли во Вселенной разумные существа.
26 апреля 1951 года — американский физик Чарльз Таунс рисует набросок первого мазера — прибора, усиливающего микроволновые колебания с помощью вынужденного излучения. Так идея лазера, которую описывал еще Эйнштейн, начинает воплощаться в реальность.
Первый мазер излучал с длиной волны около 1 см и генерировал мощность около 10 нВт. Большой вклад в развитие технологии внесли российские ученые Николай Басов и Александр Прохоров, которые предложили трехуровневый метод накачки мазера. Эта работа легла в основу квантовой электроники, которая стала новым направлением в физике. В 1964 году Басов, Прохоров и Таунс получили Нобелевскую премию по физике.
В 1960 году создается первый твердотельный лазер на кристалле рубина. Устройства такого типа применялись в CD-проигрывателях и DVD-плеерах.
Сегодня выпускаются лазеры различных типов, которые широко применяются в науке, технике, на производстве и даже в медицине. Их используют при сварке, пайке и даже в микроэлектронике. Мазеры же считаются «атомными стандартами частоты» и являются одной из форм атомных часов, применяемых в космонавтике. Они используются как микроволновые усилители с низким уровнем шума в радиотелескопах.
15 июня 1956 года — на семинаре Дартмутского колледжа в США впервые предложили термин «искусственный интеллект». До этого, в 1951 году, уже был продемонстрирован нейрокомпьютер, который содержал 40 нейронов. Это был важный переход от идеи Тьюринга о машине, которая может реагировать на сигналы человека, к идее системы, которая самостоятельно принимает решения.
Сегодня область исследований и применения ИИ чрезвычайно широка: это и генетические алгоритмы, и когнитивное моделирование, и интеллектуальные интерфейсы, а также наиболее широко используемые распознавание и синтез речи.
13 июня 1961 года — американскому изобретателю Джорджу Деволу выдали патент на первого в истории промышленного робота. Механизированный манипулятор Unimate занял свое место на предприятии General Motors. Он забирал детали с линии непрерывного литья и устанавливал их внутрь автомобильных кузовов методом сварки. Внешне Unimate напоминал подвижную «руку» с захватом-клещами.
Появление промышленных роботов ознаменовало новый этап технической революции. В наши дни роботов широко используют не только для выполнения рутинных задач на предприятиях, но даже запускают в космос. «Персеверанс», который исследует Марс — это тоже робот, снабженный захватом и множеством датчиков и камер.
3 апреля 1973 года — глава подразделения мобильной связи Motorola Мартин Купер впервые дозвонился до абонента с сотового телефона. Протомобильник весил почти 1 кг и был 25 см в длину.
Мобильная связь дала нам возможность моментально обмениваться информацией из любой точки мира. Данные стали распространяться быстрее, а прогресс в целом сильно ускорился. Устройства стали меньше, мощнее и функциональнее. Теперь у нас есть не только мобильные телефоны, но и их производные: планшеты, «читалки», «умные» браслеты. Благодаря развитию сетей связи получить огромный набор услуг теперь можно из любой точки мира.
9 марта 1983 года — устройство, над которым работал американский инженер Чарльз Хал, смогло произвести 3D-печать чаши. Первый 3D-принтер был довольно габаритной промышленной установкой. Он создавал трехмерный объект путем нанесения фотополимеризующегося материала на подвижную платформу по макету.
Первый серийный 3D-принтер SLA-1 был выпущен в 1987 году. Изначально его предполагалось использовать в автомобилестроении. Но в наши дни 3D-печать применяется буквально везде. В Европе в 2020 году 3D-принтер создал первый дом. А частная космическая компания Relatively Space поставила целью полностью напечатать на принтере ракету, и активно движется в этом направлении.
6 августа 1991 года — британский ученый Тим Бернерс-Ли размещает в интернете первый сайт с основной информацией о его технологии WWW и о том, как просматривать документы и скачивать браузер. Этот день дал старт развитию пользовательского интернета.
Разработка Всемирной паутины велась десятилетиями. Еще в 1973 году американский ученый в области теории вычислительных систем Винтон Серф при поддержке Агентства перспективных исследований Минобороны США представил компьютерную сеть, работающую на протоколе передачи информации TCP/IP. А проект ARPANET, который предшествовал появлению интернета, разрабатывали с 1964 года.
Роль, которую играет интернет в нашей жизни переоценить невозможно. Пожалуй, это величайшее открытие XX века. Кстати, Винт Серф продолжает работать, но уже над проектом космического интернета. Сейчас его команда ведет испытания нового протокола передачи данных, который потенциально мог бы обеспечить связь в космосе.
Великие изобретатели
В этой статье мы поговорим о самых великих изобретателях мира во все времена. Эти люди, пожалуй, самые известные изобретатели в истории.
Архимед Сиракузский
Архимед был родом из Сиракуз, поэтому получил прозвище Архимед Сиракузский. Он прежде всего известен как выдающийся математик, физик и инженер. В сферу его интересов также попадали астрономия и, конечно же, изобретения. Жизнь Архимеда известна лишь в общих деталях, поэтому полного жизнеописания не найти
В целом он считается одним из великих математиков древности и одним из величайших во все времена. Архимед предвосхитил современное исчисление и анализ, применяя понятия бесконечно малых и метод исчерпывания, чтобы вывести и строго доказать ряд геометрических теорем, в том числе точно вычислить площадь круга, площадь поверхности и объем сферы и площадь под параболой.
Винт Архимеда для подъёма воды в оросительных системах.
Другие математические достижения включают в себя получение точной аппроксимации числа Пи, определение и исследование спирали, которая получила его имя (архимедова спираль) и создание системы выражения очень больших чисел с использованием возведения в степень. Он также был одним из первых применил математику к физическим явлениям, заложил основы гидростатики и статики, включая физическое объяснение работы рычагов, которые сейчас все проходят в школе на уроках физики. Известно, что Архимед активно старался усовершенствовать и автоматизировать различные задачи. Одной из самой известных проблем, которые он решил, была проблема поднятия воды в оросительных системах, которую он решил при помощи инновационного изобретения — специального шнекового винта. Также он изобретал составные шкивы и оборонительные машины для защиты своих родных Сиракуз от вторжения.
Читайте отдельную биографическую статью про Архимеда из Сиракуз, а также статью про то, что изобрёл Архимед.
Герон Александрийский
Герон Александрийский был математиком и инженером, который работал в своем родном городе Александрия, Римский Египет. Он считается величайшим экспериментатором античности, и его работа является развитием эллинистической научной традиции.
Был занят развитием геометрии, механики, гидростатики, а также оптики. Написал ряд научных трудов (с уклоном в практику) по всем этим областям. В Тёмные века его имя было забыто, а его изобретения перестали представлять какой-либо интерес для людей того времени.
Паровая турбина Герона в анимации
Среди его изобретений вы найдёте первые роботизированные системы, самозаряжающиеся арбалеты, музыкальные шкатулки, автоматы для продаж и много другое, что кажется невероятным для того времени. Герон также опубликовал хорошо известное описание парового устройства, называемого эолипилом (иногда называемым «двигателем Герона» или «паровой турбиной Герона»). Говорят, что он был последователем атомистов.
Читайте также подробнейшую статью про Герона и его изобретения.
Леонардо да Винчи
(15 апреля 1452 — 2 мая 1519)
Автоматизированная система барабанов Леонардо да Винчи
В истории и науке Леонардо считается главным образцом «универсального гения» или «человека эпохи Возрождения», человека «неутолимого любопытства» и «лихорадочно изобретательного воображения». По словам историка искусства Хелен Гарднер, масштабы и глубина его интересов были беспрецедентны в истории, и «его ум и личность кажутся нам сверхчеловеческими, в то время как сам он был человеком таинственным и отдаленным». Марко Роски отмечает, что, хотя вокруг жизни Леонардо много мифов, гипотез и предположений, само же мышление и восприятие мира Винчи были вполне себе логичными с использованием эмпирических методов познания, которые для тех времён были нарушением общепринятых правил и догматов.
Устройство танка Леонардо да Винчи
Леонардо глубоко уважают за его фантастическую изобретательность. Он создал концепты летательных машин (самолёты, вертолёты, парашюты) и прочее, военных машин (танк, скорострельные арбалеты, штурмовые лестницы и прочее), строительных машин (экскаватор, различные краны и лестницы и прочее), музыкальных машин, кулинарных машин и много чего ещё. При его жизни было построено не так уж и много его изобретений, что можно объяснить низким уровнем развития промышленности, металлургии и техники того времени. Однако некоторые из его небольших изобретений, такие как автоматическая намотка бобины и машина для тестирования прочности проволоки на растяжение, вошли в промышленный мир незавершенными. Хотя его достижения нам сейчас кажутся просто огромными, он, к сожалению, не оказал прямого влияния на развитие науки, так как не опубликовал многих из своих выводов, не поделившись ими с учёными и изобретателями того времени.
Мы рекомендуем вам прочесть целую серию статей обо всех известных изобретениях Леонардо да Винчи.
Кулибин Иван Петрович
(10 апреля 1735 — 30 июля 1818)
Иван Петрович Кулибин был русским механиком и изобретателем. Он родился в Нижнем Новгороде и даже позже получил прозвище «нижегородский Архимед». С самого детства он проявил интерес к созданию механических изделий. Вскоре его интерес перерос в создание часовых механизмов. Его изделия и плодовитое воображение вдохновили многих изобретателей.
Самым известным его изобретением является проект моста через реку Нева, тем самым впервые смоделировав настолько сложный мост. Помимо этого он изобретал различные автоматизированные механизмы, например, самокатная повозка с педальным механизмом и даже механических протезов. Его сфера интересов также касалась водного транспорта, где он также сделал ряд изобретений.
В массах он был прежде всего известен, как изобретатель забавных игрушек и фейерверков, которыми развлекал людей. Всё это сильно удивляло современников. Что интересно, он был абсолютным трезвенником, не играл в азартные игры и не курил табак.
Джеймс Ватт
(30 января 1736 — 19 августа 1819)
Джеймс Ватт родился в Шотландии. Он был изобретателем, инженером-механиком и химиком. Прежде всего известен тем, что улучшил паровой двигатель Томаса Ньюкомена. Именно паровой двигатель Ватта стал фундаментом для промышленной революции как в Великобритании, так и во всём мире. После его модернизации эффективность работы паровой машины возросла в 4 и более раз, а управление ею упростилось.
Подробное объяснение всех принципов работы паровой машины Ватта и физики процесса можете посмотреть на видео ниже:
Помимо механики и физики Ватт интересовался химией и изобрёл средство для отбеливания. Он на старости лет даже успел позаниматься изобретательством в искусстве, пытаясь разработать эйдограф (копировальная машина) для скульптур, развивая идеи пантографа (машина для копирования карт). Также Ватт создал концепцию измерения мощности в лошадиных силах, а позже учёные решили назвать в честь Ватта единицу для измерения мощности в системе СИ (ватт), которую мы теперь видим на каждой лампочке.
Никола Тесла
(10 июля 1856 — 7 января 1943)
Никола Тесла — это выдающийся сербско-американский изобретатель, без которого сложно себе представить эру электричества в 20-м веке. Он не только был инженером, физиком, конструктором и механиком, но и большим мечтателем-футуристом.
Своё образование он получил в Австрийской империи, а в 1884 году эмигрировал в США, где получил гражданство. После чего он разрабатывает асинхронный двигатель переменного тока, а также патентует ещё ряд связанных с переменным током изобретений, которые в итоге становятся сердцем полифазной системы кампании Вестингауза.
3-х фазный электрический двигатель, вращающийся в магнитном поле
Заработав значительную сумму денег, он продолжает свои эксперименты в области электричества. Он экспериментирует с разрядными трубками и пробует делать первые снимки при помощи рентгена. Он первым построил небольшую лодку с беспроводным управлением, которую продемонстрировал на выставке, чем вызвал удивление современников, так как они не могли понять, как она управляется.
Позже он загорается идеей беспроводного освещения и всемирного беспроводного распределения электроэнергии. В своей лаборатории в Колорадо-Спрингс он ставит опыты с высоковольтным и высокочастотным электричеством. Суть была в том, что он хотел осуществить беспроводную передачу электроэнергии между целыми континентами! Но ему не хватило денег, и он не смог его закончить. Позже в честь Теслы назовут единицу для измерения индукции в магнитном поле.
Читайте также отдельную статью про то, что изобрёл Никола Тесла.
Королёв Сергей Павлович
(12 января 1907 — 14 января 1966)
Королёв Сергей Павлович как изобретатель значит очень много для истории СССР. Это действительно выдающийся конструктор, сумевший помочь СССР достичь военного паритета со всем западным блоком в области ракетостроения. Для остального же мира это была ключевая фигура космонавтики 20-го века.
В самом СССР у Королёва была достаточно непростая судьба, но в итоге он был оценён по достоинству, а к его идеям прислушивалось высшее руководство страны. Основные значимые изобретения он сначала произвёл в области ракетостроения, создав двухступенчатую межконтинентальную баллистическую ракету. Позже он предлагает правительству СССР запустить первый в мире искусственный спутник Земли, на что ему дают добро. В итоге весь мир был изумлён новаторскими идеями Королёва и СССР, так начиналась космическая гонка США и Советского союза. В США же запуск спутника обрёл свой собственный фразеологизм «sputnik moment».
Королёв не останавливается на достигнутом, ведь он грезит о покорении космоса человеком. Дальше он участвует в разработке космических аппаратов на Луну с целью исследования.
12 апреля 1961 года гений Королёва достигает своего апогея, показывая, на что способен один мыслящий человек, увлечённый правильными идеями. В этот день СССР отправляет человека в космос, что просто поражает общественность, а первый космонавт Юрий Алексеевич Гагарин становится героем Земли, который теперь в глазах обычных людей на всей планете приравнивается к некоему божеству (достаточно посмотреть, как Юрия встречают в различных странах). Настолько значимо это событие было в те годы.
Затем Королёв разрабатывает проект орбитальной космической станции, где бы люди могли проводить свои исследования космоса. В конце своей карьеры Сергей Павлович Королёв разрабатывает идеи полёта человека на Луну, но при его жизни это так и не реализуется, а, как нам теперь известно, американцы это успевают сделать раньше всех.
Можно смело утверждать, что Королёв — это целая эпоха для космических изобретений.