10 революционных изобретений, изменивших мир

Любопытство и креативность — два основополагающих качества, которые вывели человечество на вершины науки и техники. С того момента, как наши предки впервые раскололи камень, чтобы создать острый инструмент, начался путь постоянных инноваций.

От печатного станка до телефона и смартфона – каждый шаг вперёд был революцией. Некоторые изобретения рождаются как чудесное озарение, но большинство великих прорывов – это результат неустанного труда творческих умов на протяжении многих лет.

В этой статье мы рассмотрим 10 важных изобретений, узнаем научную основу, стоящую за ними, и вдохновляющие истории рождения новаторских изобретений, изменивших мир.

1. Глобальная система позиционирования (GPS)

В прошлом навигация по земному шару была непростой задачей. Люди полагались на компасы, карты, морские хронометры и даже на звёзды, чтобы исследовать и найти практически любой уголок Земли.

Однако эти традиционные инструменты неэффективны, когда речь идет о наведении самолета на бескрайнее небо или определении точного местоположения над неисследованной местностью.

Появление GPS открыло новую эру позиционирования и навигации. Эта сеть спутников непрерывно передает сигналы, позволяя любому человеку на Земле, имея всего лишь простой GPS-приемник, точно определять свое местоположение.

GPS произвел революцию в транспортной отрасли и стал основой для популярных навигационных приложений, таких как Google Maps, сделав путешествия умнее и удобнее, чем когда-либо.

В настоящее время на околоземной орбите работает 31 спутник GPS, что значительно превышает первоначальные 24 спутника, запущенных Министерством обороны США в период с 1978 по 1993 год. Кроме того, имеется 42 спутника, которые больше не эксплуатируются, но все еще находятся в космосе.

Система GPS работает параллельно с тремя другими основными системами спутниковой навигации, включая российскую ГЛОНАСС, китайскую BeiDou и европейскую Galileo, создавая мощную и надежную глобальную навигационную сеть.

GPS играет важнейшую роль в повседневной жизни. Например, спасатели используют GPS для поиска и спасения людей, попавших в беду в дикой природе, полиция использует эту технологию для отслеживания и задержания преступников, а заблудившиеся люди полагаются на GPS, чтобы найти дорогу домой.

От чрезвычайных ситуаций до повседневных дел — GPS стал бесшумным, но чрезвычайно надежным помощником.

Одним из факторов, способствовавших быстрому распространению GPS, стало бесплатное предоставление системы правительством США. Это знаменательное решение было принято после трагедии 1983 года, когда южнокорейский пассажирский самолет был сбит, случайно войдя в воздушное пространство СССР.

Чтобы предотвратить повторение подобных инцидентов, тогдашний президент США Рональд Рейган объявил о расширении доступа к GPS для населения, превратив эту передовую военную технологию в глобальный навигационный инструмент, служащий интересам всего человечества.

2. Телефон

Многие изобретатели были пионерами в области передачи голоса с помощью электронных устройств, и многие из них впоследствии подавали иски, связанные с правами интеллектуальной собственности, когда телефоны стали популярными.

Однако первым, кто запатентовал электрический телефон, был шотландский изобретатель Александр Грэм Белл 7 марта 1876 года. Три дня спустя Белл совершил первый исторический звонок своему помощнику Томасу Уотсону со знаменитыми словами: «Мистер Уотсон, подойдите сюда. Я хочу вас видеть».

Вдохновение Александра Грэма Белла на изобретение телефона во многом почерпнуло в его семье. Его отец был оратором и учителем общения для глухих, а мать, талантливый музыкант, потеряла слух в старости.

Между тем, его жена Мейбл, на которой он женился в 1877 году, также была глухой с пятилетнего возраста. Именно этот опыт и влияние семьи побудили Белла заняться исследованиями в области звука и коммуникации.

Его изобретение быстро получило признание, произведя революцию в бизнесе и коммуникациях по всему миру. Когда Белл умер 2 августа 1922 года, вся телефонная связь в США и Канаде была отключена на одну минуту в его честь, отдавая дань уважения великому наследию, которое он оставил после себя.

3. Смартфон

Хотя телефон стал новаторским изобретением, появление смартфонов в последние десятилетия ознаменовало революцию в области персональных мобильных вычислений. Смартфоны стали не просто средством связи, а многофункциональными устройствами, связывающими людей с внешним миром через интернет, приложения и множество других функций.

Грань между мобильным телефоном и смартфоном провести сложно. Одним из первых устройств, заслуживающих звания «смартфон», стал IBM Simon, выпущенный в 1994 году. Это был первый телефон-моноблок, способный отправлять электронную почту и имеющий встроенный органайзер.

Однако устройство не пользовалось особой популярностью. Среди других важных событий можно отметить появление BlackBerry в 2000 году, ознаменовавшее начало эпохи мобильного веб-браузинга и электронной почты «на ходу».

И, конечно же, нельзя забывать об iPhone, выпущенном в 2007 году, который изменил мир благодаря своему интуитивно понятному сенсорному экрану, дизайну, который сегодня стал стандартом для каждого смартфона.

Смартфоны стали стартовой площадкой для бурного развития приложений социальных сетей и обмена мгновенными сообщениями, одновременно интегрируя множество передовых технологий в компактное устройство, которое помещается на ладони.

Для большинства людей смартфон — это не просто телефон, это ещё и ноутбук, качественная камера и органайзер. Однако этим возможности этого устройства не ограничиваются: оно также выполняет функции умного датчика, GPS-навигатора, микрофона, электронного кошелька и множества других полезных инструментов.

4. Принтер

Около 1440–1450 годов немецкий изобретатель Иоганн Гутенберг произвёл революцию в мире, изобретя печатный станок. Ключевым элементом этой технологии стал ручной формовочный шрифт – новая технология, позволившая быстро и массово производить наборные металлические шрифты.

До Гутенберга изобретатели в Китае и Корее разработали технологию подвижных металлических литер, но Гутенберг первым механизировал процесс печати. ​​Он использовал чернила на основе льняного масла в сочетании с сажей и создал эффективный метод переноса чернил с металлических литер на бумагу, открыв эпоху беспрецедентно широкого и глубокого распространения знаний.

Благодаря революционному процессу печати подвижными литерами, печатный станок многократно увеличил скорость копирования книг, открыв эпоху быстрого и повсеместного распространения знаний, невиданного в истории. Это свидетельствует о неоспоримом влиянии печатного станка на общество и человеческие знания.

5. Интернет

Интернет — это глобальная сеть, которая объединяет миллиарды компьютеров и устройств по всему миру, позволяя людям обмениваться информацией и взаимодействовать, не ограничиваясь географическим расстоянием.

В 1960-х годах группа учёных-компьютерщиков из Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США создала коммуникационную сеть ARPANET, предшественницу современного Интернета.

В сети ARPANET использовалась революционная технология передачи данных, называемая «коммутацией пакетов», разработанная учёным-компьютерщиком Лоуренсом Робертсом на основе новаторских работ других учёных. Этот прорыв заложил основу для зарождения и развития Интернета в том виде, в каком мы его знаем сегодня.

В 1970-х годах учёные Роберт Кан и Винтон Серф разработали основные протоколы связи для Интернета, включая протокол управления передачей (TCP) и межсетевой протокол (IP). Эти протоколы служат «общим языком», позволяющим компьютерам по всему миру соединяться и обмениваться данными друг с другом.

В 1989 году Интернет вступил в новую эру благодаря революционному изобретению Всемирной паутины (WWW) Тимом Бернерсом-Ли, который работал в Европейской организации ядерных исследований.

Основная идея WWW заключается в интеграции передовых технологий, таких как компьютеры, сети передачи данных и гипертекст, в глобальную информационную систему, которая является мощной, интуитивно понятной и простой в использовании.

Появление Всемирной паутины не только сделало Интернет более доступным, но и открыло глобальное пространство связи, где люди могут обмениваться информацией, учиться и общаться способами, которые никогда ранее не были возможны в истории.

6. Аккумулятор

Первая батарея была изобретена в 1800 году, когда итальянский физик Алессандро Вольта сложил чередующиеся медные и цинковые диски, разделив их тканью, смоченной соленой водой, и обнаружил, что такая конструкция может генерировать электрический ток.

В 1802 году шотландский профессор Уильям Крукшанк усовершенствовал конструкцию Вольты, создав вариант, названный «лотковой батареей». Это устройство состояло из 50 медных и цинковых дисков, помещённых в деревянный ящик с солевым раствором, что повышало проводимость и эффективность.

Однако лишь в 1859 году французский физик Гастон Планте изобрел первую перезаряжаемую свинцово-кислотную батарею, что открыло путь к широкому практическому применению. Несмотря на многочисленные усовершенствования, современные версии свинцово-кислотной батареи Планте до сих пор широко используются в автомобилях.

7. Самолет

Полёты человека вдохновляли изобретателей на протяжении веков. Первый управляемый полёт человека состоялся в 1783 году, когда Жозеф-Мишель и Жак-Этьен Монгольфье поднялись в воздух на воздушном шаре.

К 1853 году британский инженер Джордж Кейли спроектировал первый планер, способный летать. Однако только в 1903 году Орвилл и Уилбур Райт совершили первый успешный полёт на самолёте с двигателем.

Их самолет не только вылетел из Китти-Хок, Северная Каролина (США) самостоятельно, но и благополучно совершил полет и приземлился, не разбившись, чего не могли сделать многие предыдущие изобретения.

Братья Райт вдохновлялись наблюдением за птицами в полете, и их планер также был сконструирован с крыльями, как у птиц, но с размахом крыльев 10 метров.

8. Холодильник

Охлаждение в различных формах существует уже тысячи лет. В зависимости от климата люди использовали лёд или холодную воду для сохранения продуктов. Однако искусственное охлаждение по-настоящему появилось лишь в 1748 году, когда врач Уильям Каллен впервые продемонстрировал процесс охлаждения посредством испарения.

Дальнейшие прорывы произошли в 1834 году, когда американский инженер Джейкоб Перкинс изобрёл систему компрессии пара. К 1876 году немецкий инженер Карл фон Линде разработал процесс сжижения газов, открыв новую эру промышленного охлаждения.

В 1913 году американский инженер Фред Вольф изобрел первый бытовой холодильник, и с ростом спроса на свежие продукты увеличилось и число домохозяйств, имеющих холодильники.

9. Ядерная энергия

Ядерная энергия была впервые открыта в 1930-х годах итальянским физиком Энрико Ферми, который обнаружил, что бомбардировка атомов нейтронами может вызывать их расщепление с выделением огромного количества энергии. Впоследствии он разработал первую цепную ядерную реакцию в Чикагском университете.

Этот успех стал важным поворотным моментом, приведшим к рождению атомных электростанций в 1950-х годах. В 1951 году в штате Айдахо (США) была введена в эксплуатацию первая атомная электростанция, вырабатывающая электроэнергию из атомной энергии на экспериментальном реакторе I.

Тем временем в 1954 году город Обнинск в бывшем Советском Союзе стал первой в мире атомной электростанцией, подключенной к энергосети, а к 1957 году атомная электростанция Шиппингпорт в Пенсильвании (США) стала первой коммерческой атомной электростанцией.

Одной из основных проблем современных атомных электростанций является использование реакций деления для расщепления атомов, в результате чего образуются радиоактивные вещества с длительным временем распада.

Кроме того, такие ядерные катастрофы, как в Чернобыле (Россия) и на АЭС «Фукусима-1» (Япония), выявили огромные риски и проблемы, которые несет с собой ядерная энергетика на основе деления, поднимая вопросы о безопасности и устойчивости этой технологии.

В результате учёные работают над созданием жизнеспособного термоядерного реактора – теоретической технологии, способной генерировать чистую, безграничную энергию. В 2022 году исследователи сообщили о крупном прорыве: термоядерный реактор вырабатывал больше энергии, чем потреблял.

Однако эксперты подчёркивают, что нам ещё предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы сможем создать практичный и пригодный к использованию термоядерный реактор. В настоящее время ядерная энергетика по-прежнему широко используется во всём мире, вырабатывая около 10% мировой энергии.

10. Рентген

Как и многие великие изобретения, рентгеновские лучи были открыты случайно. В 1895 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген провёл двухмесячное исследование радиации.

В ходе эксперимента по проверке способности катодных лучей проникать через стекло он неожиданно обнаружил, что излучение может проникать сквозь толстые экраны и создавать тени твердых предметов.

Осознав потенциал этого открытия на раннем этапе, он продолжил свои исследования и обнаружил, что рентгеновские лучи могут проникать в человеческое тело, давая подробные изображения скелета и внутренних органов.

Всего год спустя первая группа врачей провела рентгенодиагностику пациентов. Это открытие проложило путь к зарождению и развитию рентгеновских лучей, помогая врачам точно диагностировать переломы костей, опухоли и важные заболевания внутренних органов.