Практически каждый, кто интересуется историей развития науки, техники и технологий — хоть раз в своей жизни задумывался над тем, каким путем могло бы пойти развитие человечества без знания математики или, например, не будь у нас такого необходимого предмета как колесо, ставшего чуть ли не основой развития человечества. Однако зачастую рассматриваются и удостаиваются внимания лишь ключевые открытия, в то время как открытия менее известные и распространенные порой попросту не упоминаются, что, впрочем, не делает их незначительными, ведь каждое новое знание дает человечеству возможность забраться на ступеньку выше в своем развитии.
XX век и его научные открытия превратился в настоящий Рубикон, перейдя который, прогресс ускорил свой шаг в несколько раз, отождествляя себя со спортивным болидом за которым невозможно угнаться. Для того, что бы сейчас удержаться на гребне научной и технологической волны, необходимы не дюжие навыки. Конечно, можно читать научные журналы, различного рода статьи и работы ученых, которые бьются над решением той или иной задачи, однако даже в этом случае угнаться за прогрессом не получится, а стало быть остается наверстывать упущенное и наблюдать.
Как известно, для того, что бы смотреть в будущее, необходимо знать прошлое. Поэтому сегодня речь пойдет именно о XX веке, веке открытий, который изменил образ жизни и окружающий нас мир. Стоит сразу отметить, что это не будет список лучших открытий века или какой-либо иной топ, это будет краткий осмотр части тех открытий, которые изменяли, а возможно и изменяют мир.
Для того, что бы говорить об открытиях, следует охарактеризовать само понятие. За основу возьмем следующее определение:
Открытие — новое достижение, совершаемое в процессе научного познания природы и общества; установление неизвестных ранее, объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира.
Топ 25 великих научных открытий XX века
- Квантовая теория Планка. Он вывел формулу, определяющую форму спектральной кривой излучения и универсальную постоянную. Открыл мельчайшие частицы – кванты и фотоны, с помощью которых Эйнштейн объяснил природу света. В 20-х годах Квантовая теория переросла в квантовую механику.
- Открытие рентгеновского излучения – электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн. Открытие Х-лучей Вильгельмом Рёнтгеном сильно повлияло на жизнь человека и сегодня без них невозможно представить современную медицину.
- Теория относительности Эйнштейна. В 1915 году Эйнштейн ввел понятие относительности и вывел важную формулу, связавшую энергию и массу. Теория относительности объяснила суть гравитации – она возникает вследствие искривления четырехмерного пространства, а не результате взаимодействия тел в пространстве.
- Открытие пенициллина. Плесневый гриб Penicillium notatum, попадая к культуре бактерий, вызывает полную их гибель – это было доказано Александром Флеммингом. В 40-х годах был разработана производственная , который в дальнейшем стал выпускаться в промышленном масштабе.
- Волны де Бройля. В 1924 году было выяснено, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем частицам, а не только фотонам. Бройль представил их волновые свойства в математическом виде. Теория позволила развить концепцию квантовой механики, объяснила дифракцию электронов и нейтронов.
- Открытие структуры новой спирали ДНК. 1953 году была получена новая модель строения молекулы, путем объединения сведений рентгеноструктурного Розалин Франклин и Мориса Уилкинса и теоретических разработок Чаргаффа. Ее вывели Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
- Планетарная модель атома Резерфорда. Он вывел гипотезу о строении атома и извлек энергию из атомных ядер. Модель объясняет основы закономерности заряженных частиц.
- Катализаторы Циглера-Ната. В 1953 году они осуществили поляризацию этилена и пропилена.
- Открытие транзисторов. Прибор, состоящий из 2-х p-n переходов, которые направлены навстречу друг другу. Благодаря его изобретению Юлием Лилиенфельдом, техника начала уменьшаться в размерах. Первый действующий биполярный транзистор в 1947 представили Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн.
- Создание радиотелеграфа. Изобретение Александра Попова с помощью азбуки Морзе и радиосигналов впервые спасло корабль на рубеже 19 и 20 веков. Но первым запатентовал аналогичное изобретение Гулиельмо Марконе.
- Открытие нейтронов. Эти незаряженные частицы с массой, немного большей, чем у протонов позволили без препятствий проникать в ядро и дестабилизировать его. Позже было доказано, что под воздействием этих частиц ядра делятся, но возникает еще больше нейтронов. Так была открыта искусственная .
- Методика экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Эдварс и Стептоу придумали, как извлечь из женщины неповрежденную яйцеклетку, создали в пробирке оптимальные для ее жизни и роста условия, придумали, как ее оплодотворить и в какое время вернуть обратно в тело матери.
- Первый полет человека в космос. В 1961 году именно Юрий Гагарин первым осуществил этот , ставший реальным воплощением мечты о звездах. Человечество узнало, что пространство между планетами преодолимо, и в космосе могут спокойно находиться бактерии, животные и даже человек.
- Открытие фуллерена. В 1985 году учеными была открыта новая разновидность углерода – фуллерен. Сейчас из-за своих уникальных свойств он используется во многих приборах. На основе этой методики, были созданы нанотрубки из углерода – скрученные и сшитые слои графита. Они показывают самые разнообразные свойства: от металлических до полупроводниковых.
- Клонирование. В 1996 ученым удалось получить первый клон овцы, названной Долли. Яйцеклетку выпотрошили, вставили в нее ядро взрослой овцы и подсадили в матку. Долли стала первым животным, которому удалось выжить, остальные эмбрионы разных животных погибли.
- Открытие черных дыр. В 1915 году Карлом Шварцшильдом была выдвинута гипотеза о существовании , гравитация которой настолько велика, что ее не могут покинуть даже объекты, движущиеся со скоростью света — черных дыр.
- Теория . Это космологическая общепринятая модель, в которой описано ранее развитие Вселенной, находившейся в сингулярном состоянии, характеризующемся бесконечной температурой и плотностью вещества. Начало модели было положено Эйнштейном в 1916 году.
- Открытие реликтового излучения. Это космическое микроволновое фоновое излучение, сохранившееся с начала образования Вселенной и равномерно ее заполняющее. В 1965 году его существование было экспериментально подтверждено, и оно служит одним из основных подтверждений теории Большого взрыва.
- Приближение к созданию искусственного интеллекта. Это технология создания интеллектуальных машин, впервые получившая определение в 1956 году Джоном Маккарти. Согласно ему, исследователи для решения конкретных задач могут использовать методы понимания человека, которые биологически могут не наблюдаются у людей.
- Изобретение голография. Этот особый фотографический метод предложен в 1947 году Дэннисом Габором, в котором при помощи лазера регистрируются и восстанавливаются трехмерные изображения объектов, близкие к реальным.
- Открытие инсулина. В 1922 году Фредериком Бантингом был получен гормон поджелудочной железы, и сахарный диабет перестал быть фатальным заболеванием.
- Группы крови. Это открытие в 1900-1901 разделило кровь на 4 группы: О, А, В и АВ. Стало возможным правильное переливание крови человеку, которое не заканчивалось бы трагически.
- Математическая теория информации. Теория Клода Шеннона дала возможность определения емкости коммуникационного канала.
- Изобретение Нейлона. Химик Уоллес Карозерс в 1935 году открыл способ получения этого полимерного материала. Он открыл некоторые его разновидности с высокой вязкостью даже при больших температурах.
- Открытие стволовых клеток. Они являются прародительницами всех имеющихся клеток в организме человека и имеют способность самообновляться. Их возможности велики и еще только начинают исследоваться наукой.
Несомненно, что все эти открытия - лишь малая часть того, что XX век показал обществу и нельзя сказать, что лишь эти открытия были значимыми, а все остальные стали лишь фоном, это совсем не так.
Именно прошлый век показал нам новые границы Вселенной, увидела свет , были открыты квазары (сверхмощные источники излучения в нашей Галактике), открыты и созданы первые углеродные нанотрубки, обладающие уникальной сверхпроводимостью и прочностью.
Все эти открытия, так или иначе - лишь вершина айсберга, который включает в себя более чем сотню значимых открытий за прошедшее столетие. Естественно, что все они стали катализатором изменений в мире, в котором мы с вами сейчас живем и несомненным остается тот факт, что на этом изменения не заканчиваются.
20й век можно смело назвать если не «золотым», то уж точно «серебряным» веком открытий, однако оглядываясь назад и сравнивая новые достижения с прошлыми, думается, что в будущем нас ждет еще не мало интереснейших великих открытий, собственно, преемник прошлого века, нынешний XXI лишь подтверждает эти взгляды.
19-й век заложил основы для развития науки 20-го столетия и создал предпосылки для многих будущих изобретений и технологических нововведений, которыми мы пользуемся в настоящее время. Научные открытия 19 века были сделаны во многих областях и оказали большое влияние на дальнейшее развитие. Технический прогресс неудержимо продвигался. Кому же мы благодарны за те комфортные условия, в которых сейчас живет современное человечество?
Научные открытия 19 века: Физика и электротехника
Ключевой особенностью в развитии науки этого периода времени является широкое применение электричества во всех отраслях производства. И люди уже не могли отказаться от использования электричества, ощутив его существенные преимущества. Много научных открытий 19 века было совершено в этой области физики. В то время ученые начали плотно изучать электромагнитные волны и их влияние на различные материалы. Началось внедрение электричества в медицину.
В 19-м веке в сфере электротехники работали такие известные ученые, как француз Андре-Мари Ампер, два англичанина Майкл Фарадей и Джеймс Кларк Максвелл, американцы Джозеф Генри и Томас Эдисон.
В 1831 году Майкл Фарадей заметил, что если медная проволока движется в магнитном поле, пересекая силовые линии, то в ней возникает электрический ток. Так появилось понятие электромагнитной индукции. Это открытие создало почву для изобретения электродвигателей.
В 1865 году Джеймс Кларк Максвелл разработал электромагнитную теорию света. Он предположил существование электромагнитных волн, посредством которых передается электрическая энергия в пространстве. В 1883 году Генрих Герц доказал существование этих волн. Он также определил, что скорость их распространения - 300 тыс. км/сек. На основе этого открытия Гульельмо Маркони и А. С. Попов создали беспроводный телеграф - радио. Это изобретение стало основой для современных технологий беспроводной передачи информации, радио и телевидения, в том числе всех видов мобильной связи, в основе работы которых лежит принцип передачи данных посредствам электромагнитных волн.
Химия
В области химии в 19 веке самым значительным было открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона. На основе этого открытия была разработана таблица химических элементов, которую Менделеев увидел во сне. В соответствии с этой таблицей он предположил, что существуют еще неизвестные тогда химические элементы. Предсказанные химические элементы скандий, галлий и германий впоследствии были открыты в период с 1875 по 1886 гг.
Астрономия
ХІХ ст. было веком становления и стремительного развития еще одной области науки - астрофизики. Астрофизика - это раздел астрономии, который изучает свойства небесных тел. Этот термин появился в середине 60-х годов 19-го века. У истоков ее стоял немецкий профессор Лейпцигского университета астроном Иоганн Карл Фридрих Цёлльнер. Главные методы исследования, используемые в астрофизике - это фотометрия, фотография и спектральный анализ. Одним из изобретателей спектрального анализа является Кирхгоф. Он проводил первые исследования спектра Солнца. В результате этих исследований в 1859 г. ему удалось получить рисунок солнечного спектра и более точно определить химический состав Солнца.
Медицина и Биология
С приходом 19 века наука начинает развиваться с невиданной доселе скоростью. Научных открытий совершается столько, что трудно детально их отследить. Медицина и биология в этом не отстают. Самый значительный вклад в этой области сделали немецкий микробиолог Роберт Кох, французы медик Клод Берна́р и химик-микробиолог Луи Пастер.
Бернар заложил основы эндокринологии - науки о функциях и строении желез внутренней секреции. Луи Пастер стал одним из основоположников иммунологии и микробиологии. В честь этого ученого названа технология пастеризации - это способ термической обработки в основном жидких продуктов. Эта технология применяется для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов для увеличения срока хранения пищевых продуктов, например пива и молока.
Роберт Кох открыл возбудителя туберкулёза, бациллу сибирской язвы и холерный вибрион. За открытие туберкулезной палочки он был награжден Нобелевской премией.
Полезная статейка:
Компьютеры
Хотя считается, что первый компьютер появился в 20 веке, но уже в XIX веке были построены первые прообразы современных станков с числовым программным управлением. Жозеф Мари Жаккар, французский изобретатель, в 1804 году придумал способ программирования работы ткацкого станка. Суть изобретения состояла в том, что нитью можно было управлять, используя перфокарты с отверстиями в определенных местах, в которых предполагалось нанести нить на ткань.
Машиностроение и промышленность
Уже в начале 19-го века начался постепенный переворот в машиностроении. Оливер Эванс был одним из первых, кто в 1804 году в Филадельфии (США) продемонстрировал автомобиль с паровым двигателем.
В конце 18-го столетия появились и первые токарные станки. Их разрабатывал английский механик Генри Модсли.
С помощью таких станков удалось заменить ручной труд, когда было необходимо производить обработку металла с большой точностью.
В 19 веке был открыт принцип работы теплового двигателя и изобретен двигатель внутреннего сгорания, что послужило толчком к развитию более скоростных средств передвижения: паровозов, пароходов и самоходных машин, которые мы сейчас называем автомобилями.
Также начали развиваться железные дороги. В 1825 году в Англии Георг Стефенсон простроил первую железную дорогу. Она обеспечивала железнодорожную связь городов Стоктон и Дарлингтон. В 1829 проложили ветку, которая связала Ливерпуль и Манчестер. Если в 1840 году общая протяженность железных дорог составляла 7700 км, то к концу 19-го века это уже было 1 080 000 км.
19-й век - это век промышленной революции, век электричества, век железных дорог. Он оказал существенное влияние на культуру и мировоззрение человечества, в корне изменил систему ценностей человека. Появление первых электродвигателей, изобретение телефона и телеграфа, радио и нагревательных приборов, а также лампы накаливания - все эти научные открытия 19 века перевернули жизнь людей того времени.
Многие научные открытия в области физики, сделанные в XIX веке, положили начало мощному научно-техническому прогрессу. Первые электродвигатели, телефон и телеграф, радио, лампа накаливания – все эти открытия изменили в корне жизнь людей.
Этот век подарил человечеству совершенно новые теории в классической физике – электродинамику, термодинамику. Именно в XIX веке было установлено, что все известные виды энергии: механическая, тепловая, электрическая и магнитная - переходят друг в друга.
Классическая электродинамика
Андре-Мари Ампер
В 1820 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле . Так было открыто электромагнитное действие электрического тока .
Первая теория магнетизма, основанная на единстве электрических и магнитных явлений, была разработана известным французским физиком Андре-Мари Ампером. Он ввёл понятие «электрический ток» и «электрическая цепь». Кроме этого,он различил понятия электрический ток и электрическое напряжение. В его честь единица силы тока стала называться ампер. А все явления магнетизма стали объясняться не наличием магнитной жидкости, как это было в XVIII веке, а электродинамическим взаимодействием. В 1831 г. на основе исследований Эрстеда и Ампера английский учёный Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Фарадей проводил опыт с медной проволокой, которая двигалась в магнитном поле, пересекая его силовые линии. Он обнаружил, что в проволоке возникал электрический ток. В дальнейшем открытие Фарадея привело к созданию магнитоэлектрических генераторов и электрических двигателей. Электротехника получила бурное развитие.
Электромагнитная теория
Джеймс Клерк Максвелл
Годом создания электромагнитной теории считается 1865 г. Именно в этом году британский физик Джеймс Клерк Максвелл предположил, что электрическая энергия передаётся в пространстве с помощью электромагнитных волн. Существование этих волн было доказано в 1883 г. немецким физиком Генрихом Рудольфом Герцом. Была вычислена и скорость их распространения, которая составляла 300 тысяч км/сек. Это открытие позволило впоследствии создать радио. А радио стало первой технологией беспроводной передачи сигнала. Современное телевидение и мобильная связь также основаны на принципе передачи информации с помощью электромагнитных волн.
Термодинамика
Сади Карно
Французский физик Сади Карно в 1824 г. в книге "Размышления о движущей силе огня" исследовал принцип получения движения из тепла применительно к паровым машинам. Он пришёл к выводу, что существует общий метод решения этой задачи для всех тепловых машин, а не только для паровых. Этот метод был назван термодинамическим. Определяя коэффициент полезного действия паровых машин, Карно описал цикл, впоследствии названный его именем.
Открытие принципа работы теплового двигателя, изобретение двигателя внутреннего сгорания привело к появлению принципиально новых средств передвижения - паровозов, пароходов и машин, которые стали прообразами современных автомобилей.
Открытие радиоактивности
Вильгельм Конрад Рентген
В 1895 г. выдающимся немецким учёным Вильгельмом Конрадом Рентгеном были открыты лучи, названые его именем. А в 1896 г. французский физик Антуан Анри Беккерель, изучая рентгеновские лучи, открыл радиоактивность урана. В 1898 г. Мария и Пьер Кюри установили радиоактивность тория, а позже открыли радиоактивные элементы полоний и радий. А английский физик Эрнест Резерфорд установил сложный состав радиоактивного излучения. Он выяснил, что распадаясь, радиоактивные элементы излучают обладающие положительным зарядом альфа-лучи, отрицательно заряженные бета-луч и нейтральные гамма-лучи.
К сожалению, открытие радиоактивности было использовано в следующем веке не только во благо человечества. Хотя в целом научные открытия XIX века заложили основы для развития важнейших отраслей науки и техники в XX веке.
В XIX в. были достигнуты большие успехи в области образования, науки и техники. Научные открытия, сыпавшиеся как из рога изобилия, способствовали развитию современной промышленности. Под их влиянием менялись представления людей об окружающем мире и многовековой уклад их жизни. На протяжении одного столетия человек пересел из кареты в поезд, из поезда - в автомобиль, в 1903 г. поднялся в воздух на аэроплане.
Вплоть до XX в. население в мире в целом оставалось неграмотным. Большинство людей не умело даже читать и писать. Только в высокоразвитых странах Западной Европы, охваченных индустриализацией, наблюдался заметный прогресс. В XIX в., особенно во второй половине, началось широкое распространение образования. Это стало возможным благодаря тому, что общество стало богаче и возросло материальное благополучие людей. Кроме того, индустриальная цивилизация нуждалась в квалифицированных рабочих. Поэтому государство стало уделять больше внимания вопросам образования и начало переход ко всеобщему обязательному обучению. В Великобритании закон об обязательном образовании всех детей до 12 лет был принят в 1870 г., во Франции - в 1882 г.
В некоторых европейских странах переход ко всеобщему начальному образованию начался еще раньше. В лютеранской Швеции, например, в 1686 г. был принят закон, обязывавший главу семейства обучать грамоте своих детей и даже слуг. И закон этот выполнялся неукоснительно. Ведь важнейшей обязанностью лютеранина было самостоятельное чтение Библии. Даже жениться нельзя было до тех пор, пока молодые люди не овладевали чтением. Неудивительно, что к концу XVIII в. шведское население было самым грамотным в Европе. Однако закон об обязательном начальном обучении был принят лишь в 1880-х гг.
К концу XIX в. число грамотных среди мужчин в Западной Европе достигло 90 %. Во многих городах открывались университеты. Однако высшее образование было доступным не для всех. Оно по-прежнему оставалось элитарным. Для детей из богатых семей создавались средние школы, из которых открывалась прямая дорога в высшие учебные заведения.
Наука
XIX в. часто называют веком науки. Под влиянием ее бурного и стремительного развития менялись представления человека о строении материи, пространстве и времени, о путях развития растительного и животного мира, о происхождении человека и жизни на Земле.
В XIX в. ученые занимали важное место в обществе, пользовались большим влиянием. Их труд был окружен почетом и уважением. На них смотрели как на волшебников современности. Не то, что в предшествующие столетия, когда вести жизнь ученого было рискованно и опасно.
В XV - XVII вв. такая жизнь порой заканчивалась на костре инквизиции. Вспомните, как церковь подвергла сожжению Джордано Бруно. На костре едва не закончилась жизнь Галилео Галилея, утверждавшего, что Земля вращается вокруг Солнца. Столкновения науки с религией тогда были обычным явлением. Совершенно иной стала ситуация в XIX в. Ведь мир промышленности, машинного производства и транспорта зависел от науки. И от нее нельзя было отказаться. Наука наступала по всему фронту, меняя не только окружающую среду, но и внутренний мир человека.
Одно за другим следовали открытия в математике, химии, физике, биологии и общественных науках. Геометрическая теория Евклида, господствовавшая на протяжении двух тысячелетий, была дополнена неевклидовой геометрией Н. И. Лобачевского и немца Б. Римана. Закон сохранения энергии позволил обосновать единство материального мира и неуничтожаемость энергии. Открытие явления электромагнитной индукции проложило путь к превращению электрической энергии в механическую и наоборот. Дж. Максвелл установил электромагнитную природу света. А. Эйнштейн обнаружил, что при скоростях, близких к скорости света, не действуют законы ньютоновской механики.
Еще одно открытие гениального ученого - теория относительности - заставило по-новому взглянуть на время и пространство, признать существование тела в четырехмерном пространстве, координаты которого - длина, ширина, высота и время. Графически изобразить эту систему невозможно. Ее можно представить только с помощью воображения.
Одним из крупнейших открытий XIX в. было построение Д. И. Менделеевым периодической системы элементов. Она не только устанавливала зависимость между атомным весом и химическими свойствами элементов, но и позволяла предсказать открытие новых.
Французский ученый Луи Пастер основал науку о микробах, после чего началась успешная борьба с эпидемическими заболеваниями.
Переворот в естествознании произвели ученые, проникшие в тайны «странного мира» - мира элементарных частиц. В 1895 г. были открыты рентгеновские лучи (по имени немецкого ученого Вильгельма Рентгена). Это открытие сразу получило применение в медицине и технике. Затем последовали открытие радиоактивности и исследования в области атомного ядра, связанные с именами таких выдающихся физиков, как Мария Склодовская-Кюри (Польша), П. Кюри (Франция), Я. Бор (Дания) и Э. Резерфорд (Англия).
Ученые проникали не только в тайны атомного ядра, но и лучше узнавали Вселенную. Были открыты новые планеты Уран и Нептун.
Учение Дарвина и формирование новой картины мира
Важнейшим достижением науки XIX в. было создание теории эволюции видов путем естественного отбора. Свое завершенное воплощение она нашла в учении Чарльза Дарвина, оказавшего огромное влияние на формирование новой картины мира.
То, что нам кажется вполне очевидным, не было столь очевидным в середине XIX в. Большинство людей в Европе и Северной Америке в то время верили в библейские рассказы о сотворении мира за четыре тысячи лет до рождения Иисуса Христа. Верили в то, что Бог по отдельности создал каждое растение и животное, в том числе человека. Все это противоречило новейшим научным открытиям, было несовместимым с данными геологов, которые исчисляли возраст Земли миллионами лет. Рушилась привычная картина мира. Религия требовала, чтобы верили в одно, а разум подсказывал другое.
В 1859 г. в Англии вышла книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов». Она довела конфликт между религиозным и научным взглядами на мир до точки кипения. Главная идея Дарвина заключалась в том, что растительный и животный мир постоянно изменяется путем естественного отбора. Выживает только тот вид растительного или животного мира, который наиболее приспособлен к условиям жизни, и, наоборот, отбрасываются в сторону, погибают неприспособленные организмы. Места для Бога в этом развитии не оставалось. Церковь выступала против Дарвина, видя в его учении основу для атеизма.
Нападки стали более ожесточенными после выхода новой книги ученого «Происхождение человека» (1871). В ней доказывалось, что человек произошел от общего с обезьяной существа.
Сам Дарвин назвал свои книги в шутку «евангелиями Сатаны». Вокруг «Происхождения человека» развернулась острая полемика. Многие ученые не приняли дарвиновскую теорию происхождения человека. Она не получила научного подтверждения до настоящего времени. Но ее общие идеи об эволюции и естественном отборе сохранили значение.
В этом нет ничего удивительного. Еще в VI в. до нашей эры один китайский философ и биолог пришел к тем же выводам, что и Дарвин. Его имя было Цзон Цзе. Он писал о том, что организмы приобретали различия путем постепенных изменений, поколение за поколением. Поразительно только то, что миру понадобилось две с половиной тысячи лет, чтобы прийти к такому же выводу.
Правящие классы исказили теорию Дарвина. Они увидели в ней еще одно доказательство своего превосходства. В результате «естественного отбора» они выжили в борьбе за существование и оказались наверху, стали правящими. Это был также довод в пользу империалистической политики и господства белой расы. В то же время К. Маркс и Ф. Энгельс видели в «Происхождении видов» естественнонаучную основу понимания исторической борьбы классов.
Переворот в технике
Создание крупного машинного производства и машинной техники составляет основное содержание второго периода Новой истории.
Мощный толчок для механизации производства дало изобретение в конце XVIII в. парового двигателя. С его помощью в движение могли приводиться рабочие машины любого типа. Почти одновременно был разработан процесс получения железа и стали из чугуна. Возникла новая отрасль производства - машиностроение. Развернулся массовый выпуск разнообразных машин. Паровые установки стали применяться в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, на сухопутном, речном и морском транспорте. Не случайно современники характеризовали XIX в. как «век пара и железа».
Развитие транспорта
Решающие изменения в жизни Европы, Северной Америки, да и всего мира, внесло создание парового транспорта. Первым пароходом было речное судно, построенное в США в 1807 г. Пароходы постепенно вытеснили парусные суда. С 1822 г. их начали строить из железа, а с 80-х гг.- из стали. В начале XX в. русские конструкторы спустили на воду первый теплоход.
Настоящую революцию в транспорте произвело изобретение паровоза (1814) и строительство железных дорог, начавшееся в 1825 г. В 1830 г. общая длина железнодорожных линий в мире составляла всего 300 км. К 1917 г. она достигла 1 млн 146 тыс. км.
"Железная лошадь" английского инженера Стефенсона развила скорость около 10 км в час, 1814
На рубеже XIX - XX вв., после создания двигателя внутреннего сгорания, возникли новые виды транспорта - автомобильный и воздушный. Вначале самолеты имели чисто спортивное значение, затем их стали использовать в военном деле.
Большую роль в развитии транспорта сыграло строительство мостов, каналов и гидротехнических сооружений. В 1869 г. был открыт Суэцкий канал, сокративший морской путь из Европы в страны Юго-Восточной Азии почти на 13 тыс. км. В 1914 г. завершилось строительство Панамского канала, связавшего Атлантику с Тихим океаном.
Связь науки с практикой
Научные открытия и технические изобретения были тесно связаны между собой. Одни ученые разрабатывали идеи в какой-либо отрасли науки. Другие проверяли их в лабораториях при институтах и университетах. В ходе таких экспериментов выявлялись пути практического применения того или иного научного открытия. Так, например, произошло с изучением электричества.
Итальянский физик Алессандро Вольта - создатель первого химического источника света - вольтова столба, 1800.
Демонстрация батареи перед Наполеоном Бонапартом
Электрические и магнитные явления были известны еще до XIX в., но они рассматривались изолированно друг от друга. В 1831 г. английский ученый Майкл Фарадей (1791-1867) провел важные опыты, демонстрируя законы электричества. Оказалось, что в медной проволоке, пересекающей магнитные силовые линии, возникает электрический ток. Это открытие известно как явление электромагнитной индукции. От своих современников Фарадей получил шутливый титул «повелитель молний». Его идеи подтвердил и развил шотландский ученый Джеймс Максвелл, доказавший в 1873 г. связь между электричеством и магнетизмом.
Люди XIX в. полагали, что уже изобрели все, когда появились первые паровозы и автомобили, двигавшиеся со скоростью двадцать километров в час. Но как сильно ошибались они! Сколько всего еще предстояло открыть! Наука об электричестве привела к созданию электротехнической промышленности, которая стала служить человеку. Сначала был изобретен электродвигатель, а в 1880 г. фирма «Сименс» произвела первый электропоезд. Заработали первые в мире электростанции, на фабриках и заводах все шире начали применяться электромоторы. Появилось электрическое освещение городских улиц, жилых домов, общественных и производственных помещений. В прошлое уходила конка. На улицах европейских городов загрохотали трамваи, оповестившие мир о начале эпохи электричества.
Электрическая лампочка, изобретенная Томасом Эдисоном в 1879 г. Более дешевая и практичная, она заменила газовый рожок. Эдисон - автор свыше 1000 изобретений. Он усовершенствовал телеграф и телефон, изобрел фонограф (1882), построил первую в мире электростанцию общественного пользования (1882)
Новый вид энергии открывал новые горизонты перед европейскими странами. Но и она, подобно многим другим изобретениям, вскоре была использована в военных целях.
Средства связи
Во второй половине XIX в. произошла революция в средствах связи. На протяжении многих столетий люди связывались друг с другом с помощью писем. На флоте и в сухопутной армии - с помощью сигнальных флажков, световых или каких-либо других условных знаков. Развитие промышленности и торговли требовало более совершенных средств передачи информации. Научные открытия в области электричества и магнетизма сполна удовлетворили эту потребность.
В 1836 г. американец по имени Сэмюэл Морзе изобрел принципиально новый вид связи - телеграф. Электрический аппарат Морзе передавал сообщения закодированными точками и тире по проводам. К концу столетия главные города мира были соединены телеграфной связью. Ученым понадобилось сорок лет для того, чтобы перейти от кодированных сообщений к передаче по проводам живого голоса. В 1876 г. был изобретен телефон, завоевавший всеобщее признание. На рубеже XX в. родилось третье важное открытие в области передачи информации - беспроволочная связь по воздуху с помощью радиоволн. С этого времени радио стало основным источником информации для всего мира.
В конце XIX в. благодаря техническому прогрессу появился кинематограф. Братья Люмьер изобрели в 1895 г. первый кинопроектор и основали в Париже первый в мире кинотеатр для демонстрации фильмов. Кино очень быстро превратилось в вид искусства и развлечений XX в.
Триумфальное шествие науки сильно изменило жизнь людей. Телеграф, телефон, железные дороги и пароходы, автомобили, а позднее и самолеты сократили расстояния, сделали мир внезапно тесным. Но человек дурно воспользовался дарами науки. Блестящие открытия ослепили его. С помощью науки разрабатывались самые совершенные методы уничтожения. Власть над природой вела к постепенному уничтожению окружающей среды. Правда, человек в то время еще не осознавал этого.
Использованная литература:
В. С. Кошелев, И.В.Оржеховский, В.И.Синица / Всемирная история Нового времени XIX - нач. XX в., 1998.
Ежегодно в последнюю субботу июня в России отмечается День изобретателя и рационализатора. Наша страна богата великими учеными и изобретателями, которые внесли свой значимый вклад не только в российский прогресс, но и в мировой. Предлагаем вам ознакомиться с гениальными плодами инженерной мысли наших соотечественников, которыми по праву можно гордиться!
1. Гальванопластика
Мы так часто встречаемся с изделиями, которые выглядят как металлические, а на самом деле сделаны из пластика и лишь покрыты слоем металла, что перестали их замечать. Еще есть металлические изделия, покрытые слоем другого металла - например, никеля. А есть металлические изделия, которые на самом деле копия неметаллической основы. Всеми этими чудесами мы обязаны гению физики Борису Якоби - кстати, старшему брату великого немецкого математика Карла Густава Якоби.
Увлечение Якоби физикой вылилось в создание первого в мире электродвигателя с прямым вращением вала, но одним из самых главных его открытий была гальванопластика - процесс осаждения металла на форме, позволяющий создавать идеальные копии исходного предмета. Таким способом были созданы, например, скульптуры на нефах Исаакиевского собора. Гальванопластика может применяться даже в домашних условиях.
Метод гальванопластики и его производные нашли многочисленные сферы применения. С его помощью чего только не делали и не делают до сих пор, вплоть до клише госбанков. Якоби получил за это открытие в России Демидовскую премию, а в Париже - большую золотую медаль. Возможно, изготовленную тоже этим самым методом.
2. Электромобиль
В последней трети XIX века мир охватила форменная электрическая лихорадка. Поэтому и электромобили делали все кому не лень. Это был «золотой век» электрических автомобилей. Города были меньше, и пробег на одной зарядке в 60 км был вполне приемлем. Одним из энтузиастов был инженер Ипполит Романов, который к 1899 году создал несколько моделей электрических кэбов.
Но главное даже не это. Романов придумал и создал в металле электрический омнибус на 17 пассажиров, разработал схему городских маршрутов для этих прародителей современных троллейбусов и получил разрешение на работу. Правда, под свой личный коммерческий страх и риск.
Найти нужную сумму изобретатель не смог, к большой радости конкурентов - владельцев конок и многочисленных извозчиков. Однако работающий электроомнибус вызвал большой интерес у других изобретателей и остался в истории техники как изобретение, убитое муниципальной бюрократией.
3. Трубопроводный транспорт
Что считать первым настоящим трубопроводом, сказать сложно. Можно вспомнить предложение Дмитрия Менделеева, датированное еще 1863 годом, когда он предложил на бакинских нефтяных приисках доставлять нефть от мест добычи до морского порта не в бочках, а по трубам. Предложение Менделеева не было принято, а спустя два года первый трубопровод построили американцы в Пенсильвании. Как всегда, когда что-то делается за границей, это начинают делать и в России. Или по крайней мере выделять деньги.
В 1877 году Александр Бари и его помощник Владимир Шухов вновь выступают с идеей трубопроводного транспорта, уже опираясь и на американский опыт, и вновь на авторитет Менделеева. В итоге Шухов в 1878 году построил первый в России нефтепровод, доказав удобство и практичность трубопроводного транспорта. Пример Баку, который тогда был одним из двух лидеров мировой нефтедобычи, стал заразительным, и «сесть на трубу» стало мечтой любого предприимчивого человека. На фото: вид трехтопочного куба. Баку, 1887 год.
4. Электродуговая сварка
Николай Бенардос происходит из новороссийских греков, живших на берегу Черного моря. Он автор более ста изобретений, но в историю вошел благодаря электрической дуговой сварке металлов, которую запатентовал в 1882 году в Германии, Франции, России, Италии, Англии, США и других странах, назвав свой метод «электрогефестом».
Метод Бенардоса распространился по планете со скоростью лесного пожара. Вместо того чтобы возиться с клепками-болтами, было достаточно просто сварить куски металла. Однако потребовалось около полувека, чтобы сварка окончательно заняла главенствующее положение среди монтажных методов. Вроде бы простой метод - создать электрическую дугу между плавящимся электродом в руках сварщика и кусками металла, которые надо сварить. Но решение изящное. Правда, оно не помогло изобретателю достойно встретить старость, он скончался в бедности в 1905 году в богадельне.
5. Многомоторный самолет «Илья Муромец»
Трудно сейчас поверить, но чуть больше ста лет назад считалось, что многомоторный самолет будет крайне сложным и опасным в управлении. Доказал абсурдность этих утверждений Игорь Сикорский, который летом 1913 года поднял в воздух двухмоторный самолет, получивший название Le Grand, а затем и его четырехмоторный вариант - «Русский витязь».
12 февраля 1914 года в Риге на полигоне Русско-Балтийского завода в воздух поднялся четырехмоторный «Илья Муромец». На борту четырехмоторного самолета было 16 пассажиров - абсолютный рекорд того времени. В самолете был комфортабельный салон, отопление, ванна с туалетом и… прогулочная палуба. С целью демонстрации возможностей самолета летом 1914 года Игорь Сикорский совершил на «Илье Муромце» перелет от Петербурга до Киева и обратно, установив мировой рекорд. Во время Первой мировой войны эти самолеты стали первыми в мире тяжелыми бомбардировщиками.
6. Квадролет и вертолет
Игорь Сикорский также создал и первый серийный вертолет, им стал R-4, или S-47, который компания Vought-Sikorsky начала выпускать в 1942 году. Это был первый и единственный вертолет, который участвовал во Второй мировой войне, на тихоокеанском театре военных действий, в качестве штабного транспорта и для эвакуации раненых.
Однако вряд ли военное ведомство США дало бы Игорю Сикорскому смело экспериментировать с вертолетной техникой, если бы не удивительная винтокрылая машина Георгия Ботезата, в 1922 году начавшего испытывать свой вертолет, который ему заказали американские военные. Вертолет первым реально отрывался от земли и мог держаться в воздухе. Возможность вертикального полета, таким образом, была доказана.
Вертолет Ботезата называли «летающим осьминогом» из-за его интересной конструкции. Это был квадрокоптер: четыре винта размещались на концах металлических ферм, а система управления располагалась в центре - точь-в-точь как у современных радиоуправляемых дронов.
Цветная фотография появилась еще в конце XIX века, однако снимки того времени характеризовались смещением в ту или иную часть спектра. Российский фотограф был одним из лучших в России и, как и многие его коллеги по всему миру, мечтал добиться максимально натуральной цветопередачи.
В 1902 году Прокудин-Горский изучал цветное фотографическое дело в Германии, у Адольфа Мите, который к тому времени был всемирной звездой цветной фотографии. Вернувшись домой, Прокудин-Горский стал совершенствовать химию процесса и в 1905 году запатентовал свой собственный сенсибилизатор, то есть вещество, повышающее чувствительность фотопластинок. В результате ему удалось получать негативы исключительного качества.
Прокудин-Горский организовал ряд экспедиций по территории Российской империи, снимая и известных персон (например, Льва Толстого), и крестьян, храмы, пейзажи, заводы, - таким образом создав удивительную коллекцию цветной России. Демонстрации Прокудина-Горского вызвали большой интерес в мире и подтолкнули других специалистов к разработке новых принципов цветной печати.
Как известно, идею парашюта предложил еще Леонардо да Винчи, а спустя несколько веков, с появлением воздухоплавания, начались регулярные прыжки из-под воздушных шаров: парашюты подвешивались под ними в частично раскрытом состоянии. В 1912 году американец Бэрри смог с таким парашютом покинуть самолет и, что немаловажно, живым опустился на землю.
Проблему решали кто во что горазд. Например, американец Стефан Банич изготовил парашют в виде зонта с телескопическими спицами, которые крепились вокруг туловища пилота. Эта конструкция работала, хотя все равно была не очень удобна. А вот инженер Глеб Котельников решил, что все дело в материале, и сделал свой парашют из шелка, упаковав его в компактный ранец. Котельников запатентовал свое изобретение во Франции в преддверии Первой мировой войны.
Но кроме ранцевого парашюта он придумал еще одну интересную вещь. Раскрываемость парашюта он испытывал, раскрывая его во время движения автомобиля, который буквально вставал как вкопанный. Так Котельников придумал тормозной парашют в качестве системы аварийного торможения для самолетов.
История этого музыкального инструмента, издающего странные «космические» звуки, началась с разработки сигнализации. Именно тогда потомок французских гугенотов Лев Термен в 1919 году обратил внимание на то, что изменение положения тела близ антенн колебательных контуров влияет на громкость и тональность звука в контрольном динамике.
Все остальное было делом техники. И маркетинга: Термен показал свой музыкальный инструмент руководителю Советского государства Владимиру Ленину, энтузиасту культурной революции, а после демонстрировал его в Штатах.
Жизнь Льва Термена была сложной, он знал и взлеты, славу, и лагеря. Его музыкальный инструмент живет и поныне. Самая крутая версия - это Moog Etherwave. Терменвокс можно слышать у самых продвинутых и у вполне попсовых исполнителей. Это действительно изобретение на все времена.
Владимир Зворыкин родился в купеческой семье города Мурома. Мальчик имел возможность с детства много читать и ставить всякие опыты - эту страсть к науке отец всемерно поощрял. Начав учиться в Петербурге, он узнал об электронно-лучевых трубках и пришел к выводу, что именно за электронными схемами будущее телевидения.
Зворыкину повезло, он вовремя уехал из России в 1919 году. Много лет работал и в начале 30-х годов запатентовал передающую телевизионную трубку - иконоскоп. Еще раньше он сконструировал один из вариантов принимающей трубки - кинескоп. А потом, уже в 1940-е годы, он разбил световой луч на синий, красный и зеленый цвета и получил цветное ТВ.
Кроме этого, Зворыкин разработал прибор ночного видения, электронный микроскоп и еще много всяких интересных вещей. Он изобретал всю свою долгую жизнь и даже на пенсии продолжал удивлять своими новыми решениями.
Компанию AMPEX создал в 1944 году русский эмигрант Александр Матвеевич Понятов, который взял для названия три буквы своих инициалов и добавил EX - сокращенное от «excellent». Поначалу Понятов производил звукозаписывающую аппаратуру, но в начале 50-х сосредоточился на разработке видеозаписи.
К тому моменту уже были опыты записи телеизображения, но они требовали огромного количества ленты. Понятов и коллеги предложили записывать сигнал поперек ленты, с помощью блока вращающихся головок. 30 ноября 1956 года в эфир вышли первые записанные ранее новости CBS. А в 1960 году компания в лице ее руководителя и основателя получила «Оскар» за выдающийся вклад в техническое оснащение индустрии кино и телевидения.
Судьба свела Александра Понятова с интересными людьми. Он был конкурентом Зворыкина, вместе с ним работал Рей Долби, создатель знаменитой системы шумопонижения, а одним из первых клиентов и инвесторов был знаменитый Бинг Кросби. И еще: по распоряжению Понятова около любого офиса обязательно высаживались березы - в память о Родине.
Давным-давно, 30 лет назад, в СССР была популярна головоломка «Пентамино»: нужно было укладывать на разлинованное в клеточку поле различные фигуры, состоящие из пяти квадратиков. Выпускались даже сборники задач, и шло обсуждение результатов.
С математической точки зрения такая головоломка была отличным тестом для компьютера. И вот научный сотрудник Вычислительного центра АН СССР Алексей Пажитнов написал такую программу для своего компьютера «Электроника 60». Но мощности не хватало, и Алексей убрал один кубик из фигурок, то есть сделал «тетрамино». Ну а потом пришла идея, чтобы фигурки падали в «стакан». Так появился тетрис.
Это была первая компьютерная игра из-за железного занавеса, а для очень многих вообще первая компьютерная игра. И хотя уже появилось много новых игрушек, тетрис по-прежнему привлекает своей кажущейся простотой и реальной сложностью.