35 изобретений, которые помогли создать наш мир: начиная от колеса, до квантового компьютера

Прогрессивные технологии, двигающие человечество вперед

История развития человечества во многом базируется на изобретениях, которые улучшали и помогали понять мир. Некоторые из них были большими по размеру и историческому значению. Все они вошли в рейтинг наиболее «значимых машин».

Первый процессор 1969

Леонард Кляйнрок вместе с командой единомышленников в далеком 1969 году отправил сообщение на другой компьютер с помощью процессора. Так появился протоинтернет под названием ARPANET. Этот момент считается началом развития Всемирной паутины. И оно было бы невозможным без первого в мире маршрутизатора – IMP. Первый процессор занимал достаточно много места. По габаритам «машина» сопоставима с современным кофейным аппаратом.

Curiosity Rover 2012

Этот марсоход являлся техническим, технологическим продолжением таких моделей, как Spirit and Opportunity (RIP), Curiosity. Он стал самой совершенной машиной, которую создал человек для исследования другой планеты. Его успешное приземление стало большой победой для НАСА, которое всего за год до этого организовало последний космический полет с экипажем. Марсоход доказал, что технологические возможности человечества еще не исчерпаны.

John Gorrie's Machanical Ice Machine 1851

Джон Горри был не первым ученым, исследовавшим холод (и не последним), но он стал первым изобретателем, получившим патент США на искусственное охлаждение. Бизнес у инженера не задался, но собранная им машина стала основой для создания индивидуальных охладительных приборов – холодильников и камер, сделавших революцию в сфере хранения и транспортировки продуктов.

Cotton Gin 1793

В 1793 году Эли Уитни изобрел хлопкоочистительную машину, которую назвал «Хлопковый джин». Она упростила трудоемкий процесс отделения волокон хлопка от семян, и производительность труда увеличилась в несколько раз. Изобретатель оформил патент на станок, но его многие проигнорировали. Это стало причиной многочисленных судебных исков, на оплату которых ушла большая часть прибыли, полученной от изобретения.

Galileo's Refracting Telescope 1609

Это не самое большое по размерам, но наиболее значимое изобретение. Хотя Галилей не считается автором преломляющего телескопа, известный итальянский ученый одним из первых начал исследовать ночное небо. Именно с помощью такого телескопа ученый обнаружил знаменитые спутники Юпитера, которые позже назвали галилеевыми.

Иоганн Кеплер продолжил усовершенствовать конструкцию телескопа (пиком совершенства стал 45-метровый телескоп Яна Гевелия, построенный в 1673 году). В настоящее время современные телескопы (наземные или космические) – одни из самых больших машин. Галилей был бы горд столь стремительным развитием комплексов, позволяющих наблюдать за космическим пространством.

Heinkel HeS 3 Jet Engine 1938

Heinkel He 178 разработан компанией Hans von Ohain. Его создателем был Ганс фон Охайн. Агрегат стал первым реактивным двигателем, который поднял в воздух самолет. На разработку ушло 13 лет, но результат совершил революцию в сфере самолетостроения. С этого мотора начался закат поршневых двигателей.

Спустя десятилетия реактивные двигатели, такие как Pratt & Whitney JT9D, будут приводить в действие самый большой из когда-либо созданных самолетов – Boeing 747 «Jumbo Jet».

Model T 1908

Сборка первого экземпляра модели T завершилась 27 сентября 1908 года. И хотя творение Генри Форда не было первым автомобилем, модель T произвела революцию в сфере отношения американцев к автомобилям.

Отмечая эффективность труда чикагских мясокомбинатов, Ford применил их концепцию при организации сборочных конвейеров для автомобилей. К 1914 году он усовершенствовал непрерывное производство на своих фабриках в Детройте. Нововведения сократили время и затраты, необходимые для сборки автомобиля, что позволило Ford снизить цену, сделать так называемую «Tin Lizzie» доступной для среднего американца.

К 1923 году половина автомобилей на дорогах страны были моделью «Ц». Машина с четырьмя цилиндрами и мощностью в 20 л. с. стала массовой на тот период. Это был первый автомобиль, в эпоху которого появилось понятие «сервисное обслуживание». При этом нет сомнений, что модель Т является самой важной в истории автомобилестроения.

V-2 Rocket 1942

Космическая гонка началась не с запуска спутника в 1957 году или вывода человека в открытый космос в 1961 году, а с запуска нацистами ракеты V-2 в 1942 году. Детище немецкого ученого Вернера фон Брауна «Vengeance Weapon 2» стало революционным изобретением. Приводимая в движение жидким кислородом и спиртом, это была первая полноразмерная управляемая ракета. Она поднималась на высоту почти 10 километров, максимальная дальность полета составляла почти 321 км. Ракета могла нести боеголовку массой до тонны.

Опасное изобретение использовалось нацистами для атак на Великобританию в конце Второй мировой войны. При сборке этих ракет погибло приблизительно 10 000-20 000 рабочих концлагерей. В конце войны фон Браун сдался американским войскам. В течение следующих трех десятилетий ученый работал на США. Он стал ключевой фигурой НАСА, помог разработать ракету «Сатурн V», которая привела человека на Луну.

ENIAC 1946

Этот компьютер, или, точнее, вычислительная машина, занимал целую комнату. Он создавался для выполнения огромного количества вычислений. ENIAC весил 80 тонн. Массивная машина официально признана первым компьютером, и с нее началось развитие вычислительной техники. ENIAC также считался одним из первых когда-либо созданных центров обработки данных. Это еще одна технология, которая необходима практически каждой отрасли в мире.

Large Hadron Collider 2008

Адронный коллайдер стал самой большой машиной в мире. Это 27-километровое кольцо сверхпроводящих магнитов с субатомными частицами, разбивающимися на скоростях, приближающихся к скорости света. Огромную машину запустили 10 сентября 2008 года. Она подтвердила предположение о том, что черные дыры существуют. И это только начало открытий.

В 2012 году Коллайдер помог обнаружить существование так называемой «частицы Бога». Она сообщает основным строительным блокам жизни во Вселенной (протонам и нейтронам), какую массу нужно набрать. Следующим значимым открытием может стать подтверждение существования множества вселенных.

DC-3 1935

Построенный компанией Douglas Aircraft Company, этот двухмоторный самолет с наддувом и мощностью в 1200 лошадиных сил сделал небеса не только более дружелюбными, но и более безопасными. Помимо революционных технических характеристик, он отличался блестящим хромированным фюзеляжем, оснащался убирающимся шасси. DC-3 превратил авиаперевозки в надежный, быстрый и удобный вид транспорта, трансформировал авиационную отрасль в бизнес стоимостью 700 миллиардов долларов.

Модифицированная версия C-47 Skytrain стала основным транспортным самолетом союзников во Второй мировой войне. Самолет был настолько удачным, что использовался во время войны во Вьетнаме. Сегодня его можно найти только в музеях, но он внес неоценимый вклад в развитие авиации.

Hubble Telescope 1990

В Южной Калифорнии астроном Эдвин Хаббл с помощью телескопа сделал шокирующее открытие о том, что Вселенная постоянно расширяется. Спустя шесть десятилетий самый мощный телескоп в истории был назван в его честь.

Hubble Telescope – это сложная конструкция линз, отражателей и камер, установленных в корпус, длина которого превышает междугородний автобус. Он находится на орбите и вращается вокруг Земли со скоростью 8 километров в секунду, обеспечивая обзор космического пространства на огромные расстояния.

В НАСА утверждают, что Хаббл является «самым значимым достижением в астрономии со времен появления телескопа Галилея», и это трудно оспорить. С момента запуска в апреле 1990 года Хаббл запечатлел рождение звезд, уловил проблески далеких черных дыр, показал, что наша Вселенная не просто расширяется, а ускоряется в своем расширении.

Колесо и ось, IV век до н. э.

Общеизвестно, что изобретение колеса стало грандиозным прорывом человечества в плане технологического развития. Но это только часть комбинации, которая на тысячелетия определила технический облик цивилизации. Вторым элементом стала ось, позволившая создать сочетание, лучше которого не изобрели и сегодня.

Томограф 1971

Революционный аппарат собрал инженер-биомедик сэр Годфри Ньюболд Хаунсфилд. Он и стал первым человеком, который отсканировал собственную голову и оцифровал полученное изображение. По сути, это комбинация нескольких трехмерных снимков под разными углами. Это позволило изучить строение органов без хирургического вмешательства. За это изобретение сэр Хаунсфилд получил Нобелевскую премию по медицине.

Печатный станок Гутенберга, 1440

Печатный станок Иоганна Гутенберга начал работать в современном Майнце, Германия, в 1450 году, через десять лет после создания. Он произвел революцию в книгопечатании. Раньше книжники и монахи занимались переписыванием. Печатный станок резко снизил стоимость книг, сделал образование доступным для миллионов людей, положил начало эпохе Возрождения, способствовал появлению газет и журналов, необходимых для освещения политических и экономических событий. Кстати, если оценивать машины с позиции габаритов, то печатный станок Гутенберга был бы на первом месте в рейтинге.

Конвертер Бессемера, 1855

До появления этого агрегата сталь была дорогим материалом, поэтому развитие инфраструктуры (строительство мостов, железных дорог) шло медленно. Конвертер Бессемера изменил все. Машина продувала кислород через расплавленный чугун, чтобы создать сталь. В результате ее стоимость упала с 40 до 6 долларов за тонну. Конвертер также увеличил производительность и сократил количество рабочих, необходимых для ее производства.

Повышение качества стали изменило облик инфраструктуры. Теперь мосты и железные дороги строились из более надежного материала. В результате сократилось количество аварий и катастроф. Впоследствии на смену конвертеру пришли более совершенные машины, но он стал отправной точкой для стремительного развития металлургических технологий.

Паровоз, 1829

Изобретение Джорджа Стефенсона не было первым паровозом. Но испытания показали, что именно паровоз Стефенсона оптимально сочетает мощность и надежность. Этого удалось достичь за счет улучшения конструкции двигателя паровоза – она использовалась до начала XX века. Паровоз в целом совершил революцию в сфере транспортных технологий.

Рожковая антенна Bell Labs, 1964 г.

Антенна стала подтверждением того, что изобретения могут выдавать неожиданные результаты. Астрономы Роберт Уилсон и Арно Пензиас 20 мая 1964 года работали с антенной, когда услышали странный гул. Они принялись устранять возможные причины этого (даже выгнали голубей, живших там). Но вскоре к ученым пришло понимание того, что они сделали какое-то открытие.

Рожковая антенна создавалась для поиска сигналов из космоса и зафиксировала космический фон. Он стал наиболее убедительным доказательством того, что Вселенная наполнена динамикой.

TRANSIT 1959

Это первая операционная система навигации, но ее возможности были ограничены. Несмотря на это, технология произвела революцию в военной и социальной сфере. Преемник «Транзита», Глобальная система позиционирования представляет собой совокупность спутников, которые интегрированы практически во все технологии. Ее можно найти на смартфонах, ноутбуках, автомобилях и даже в наручных часах. Система предоставила военным беспрецедентные возможности для проведения разведывательных операций, превратила карту в цифровой инструмент, используемый каждым человеком.

SLA-1, 1987

Технологию 3D-печати разработали в нескольких лабораториях в начале 80-х годов. Ее значимость стала понятна, когда изобретатель Чак Халл представил первый коммерческий 3D-принтер SLA-1. Это ознаменовало собой новый этап развития производства. С помощью 3D-печати можно создать разные вещи – от одежды до небольших протезов. Также печатается и еда. В НАСА сочли эту технологию настолько важной, что даже отправили в космос. Но на этом возможности технологии не исчерпаны.

Пароход «Великий Восток», 1866

Это огромный модернизированный теплоход, который завершил прокладку первого стационарного трансатлантического телеграфного кабеля, связавшего 2 континента. В то время судно было самым большим из когда-либо построенных, что определило его выбор для перевозки и прокладки чрезвычайно тяжелого телеграфного кабеля из меди, латекса, конопли и стали через океан.

Кабель был настолько длинным и тяжелым, что экипажу потребовалось 5 месяцев, чтобы загрузить его на корабль. Первые телеграфные сообщения, которыми обменивались по подводным телеграммам, были между президентом Эндрю Джонсоном и английской королевой Викторией. Они выразили надежду, что телеграф установит неразрывную связь между двумя странами.

Кран «Журавль», конец VI века до н. э.

Сегодня дома строятся с применением технологичной техники. Именно таким казался 2500 лет назад кран «Журавль». Он помогал перемещать массивные элементы. Это стало первым шагом в переходе цивилизации от аграрного к промышленному производству.

Считается, что кран изобрели древние греки в конце VI века до нашей эры. Его использовали для подъема камней при строительстве храмов, правительственных зданий и судоходных каналов. Как и пандусы древних египтян, краны – это «простые машины», которые используют рычаги для подъема, перемещения или изменения направления силы. Название «Журавль» относится к XIII веку и, вероятно, намекает на длинную шею птицы.

Ветровая турбина, 1888

Шотландский инженер Джеймс Блит, возможно, был первым, кто построил электрическую ветряную турбину. Но Чарльз Браш провел ее практические испытания на заднем дворе своего особняка в Кливленде в 1888 году. Ему удалось собрать автоматическую электрическую ветряную турбину.

Диаметр ветряка со 144 лопастями (изготовлены из кедрового дерева) составил 15 метров. Он генерировал мощность 1200 Вт, чего хватало для питания 100 ламп накаливания в доме Браша. Сегодня, по данным Американской ассоциации ветроэнергетики, в США насчитывается более 52 000 ветряных турбин, которые теоретически могут обеспечить электричеством 25 000 000 домов. Министерство энергетики прогнозирует, что к 2050 году 35% энергии США будет давать ветер.

Первый электрический кондиционер, 1902

В 1902 году 25-летний инженер-механик Уиллис Керриер решал сложную техническую задачу. Он должен был предотвратить порчу бумаги из-за летней влажности в издательской компании Бруклина. Инженер выполнил поставленную задачу, собрав «аппарат для обработки воздуха», который сегодня считается первым кондиционером.

Современные аналоги работают по такому же принципу. Они пропускают воздух через фильтр и змеевики, содержащие охлаждающую жидкость. Это изобретение сделало жизнь человека более комфортной во время летнего зноя. Но у кондиционеров есть и побочные эффекты – они выбрасывают в атмосферу опасные вещества и вносят определенный вклад в глобальное потепление.

Генераторная станция на Жемчужной улице, 1882

В июле 1879 года приятной летней ночью на улицах Сан-Франциско загорелись 20 ярких дуговых ламп. Впервые уличное освещение испытали несколькими месяцами ранее в Кливленде. Мерцающие огни были изобретением Чарльза Браша. Они питались двумя динамо-машинами, приводимыми в действие паровым двигателем, работающим на угле. Это была первая в США центральная дуговая осветительная станция и, вероятно, первый в мире пример коммерческой электрической сети.

Три года спустя Томас Эдисон открыл собственную огромную станцию на Перл-стрит и осветил весь Нью-Йорк. Затем уличные огни загорелись в городах по всему миру, и электричество стало масштабным бизнесом.

Римские акведуки, 312 г. до н. э.

Жизнь невозможна без воды. Ее доставка стала проблемой для людей античной эпохи, живших далеко от водоемов. В 312 году до н. э. Аппиус Клавдий Цек построил первый римский акведук. Это система каменных каналов и плотин, которые использовали гравитацию, чтобы переместить воду из природных источников на сотни километров.
В отличие от акведуков, построенных позже, сооружение Аппиуса Клавдия Цека почти полностью проходило под землей. Несмотря на стремительный скачок технологий, принцип акведуков и сегодня используется для организации водоснабжения.

Чикагский реактор, 1942

Парадоксально, но первый ядерный реактор не вырабатывал энергию даже для одной лампочки. Для его строительства понадобилось 40 графитовых блоков с дисками из очищенного металлического урана внутри. Они скреплялись деревянной рамой. Энрико Ферми провел эксперимент в Чикагском университете, производя с помощью реактора 0,5 ватт энергии. Он сделал это за 30 минут до закрытия проекта по соображениям безопасности.

Это технологичное устройство стало прародителем сложных ядерных систем, которые питают наш мир энергией. Реактор также помог создать первые атомные заряды, которые, к сожалению, были применены во время войны, в результате чего были уничтожены сотни тысяч людей. Также Чикагский реактор стал предвестником гонки вооружений, которая продолжалась всю вторую половину XX века.

Механические часы конца XIII века

Трудно представить, как ориентировались люди во времени до появления часов. Есть свидетельства того, что тысячелетиями использовались водяные часы. Но механическая конструкция была точной и надежной. Именно механические часы позволили перейти к 24-часовым суткам. Эта концепция была взята на вооружение торговцами, чтобы повысить надежность ведения бизнеса (именно поэтому в итальянских городах появилось в свое время так много часов).

Большие конструкции, которые начали размещать в городах на башнях в XIII веке, синхронизировали жизнь горожан. В 1657 году голландский изобретатель Кристиан Гюйгенс создал первые маятниковые часы, которые можно было устанавливать в домах. Это сделало часы значимой частью человеческой цивилизации.

Зерноуборочный комбайн, 1835

Изобретенный в конце 1820-х годов и официально запатентованный в 1835 году зерноуборочный комбайн станет важным элементом на фермах по всему миру. Он значительно повысил производительность труда. До комбайна уборка и обмолот 35 акров земли занимали целый день. Для этого привлекалось 35 человек. С появлением машины количество работников сократилось до 4 человек. Сократились и потери зерна.

В 1888 году появился самоходный комбайн, который обрабатывал 100 акров в день. Удивительно, но многие современные технологичные машины работают так же, как и первые самоходные образцы. Их стремительное внедрение заметно изменило мировое сельское хозяйство в начале XX века.

Дрон «Хищник», 1994

Идея создания беспилотного устройства появилась в 1980 году. Но его первые летные испытания провели только в 1994 году в пустыне Мохаве. В 2002 году беспилотник получил обозначение «MQ» – «многоцелевой». Это означало, что его возможности выходили за рамки разведывательных операций. С тех пор дроны стали активно использоваться военными, что изменило концепцию ведения войн.

Это один из первых примеров машин, сражающихся вместо людей. Критики технологии утверждают, что беспилотник «Хищник» несет смерть, наносит ущерб, а сторонники говорят, что дроны гораздо более точны по сравнению со стандартными артиллерийскими системами. Но и в мирной жизни технология нашла применение, и сегодня можно снимать видео с высоты, а также делать масштабные снимки.

Лифт «Отис», 1854

Лифты существовали и до изобретения инженера Елисея Отиса, но они не отличались надежностью и безопасностью. В 1854 году на Всемирной выставке в Нью-Йорке Отис продемонстрировал новый тип лифта. Он основывался на «подъемном устройстве безопасности» (так его называл сам создатель). Суть заключалась в том, что платформа останавливалась в случае внезапного обрыва троса.

И сегодня компания Otis Elevator остается крупнейшим в мире производителем лифтов. Технология не потеряет актуальность в ближайшее время, так как человечество строит небоскребы один выше другого.

Полет братьев Райт, 1903

Это наиболее известная история из области развития техники. Братья Райт 17 декабря 1903 года подняли в воздух конструкцию с двигателем и вошли в историю. Они не были первыми, кто пытался создать летательный аппарат, но именно они стали вдохновителями активного развития авиационных технологий.

Квантовые вычисления, 1981

Ричард Фейнман, влиятельный американский физик, впервые предложил идею квантового компьютера в 1982 году. Используя теорию суперпозиции (предположение того, что атом может существовать в двух состояниях одновременно), люди могут создать огромный компьютер.

Эта технология несколько опередила свое время. В 80-е годы многие ученые считали ее утопической (как сегодня считают невозможным создание летающих автомобилей). Только несколько лет назад отношение к квантовым расчетам изменилось. Крупнейшие мировые компании выделяют огромные ресурсы на создание мегакомпьютера. И он может появиться раньше, чем предполагают ученые, как и летающие автомобили.

Контейнер и контейнеровоз «Идеал», 1956

Металлическую коробку для транспортировки товаров изобрел Малкольм Маклин в 1956 году. Но для тестирования функциональности контейнера нужно было судно. Испытательным полигоном стал танкер времен Второй мировой войны SS Ideal X. Его переоборудовали под транспортировку контейнеров.

Ideal X доставил свой первый груз из Нью-Джерси в Хьюстон 26 апреля 1956 года. Эта дата, по сути, ознаменовала собой рождение глобализации. Такой способ транспортировки резко снизил тарифы не только на перевозку, но и на погрузку, разгрузку, а также страховку. В 2013 году журнал The Economist сообщил, что контейнеровозы «способствовали глобализации больше, чем все торговые соглашения за последние 50 лет вместе взятые», и Ideal X стал пионером в реализации этой концепции.

Межпланетный космический корабль

Это пока не существующий летательный аппарат, но можно предположить, что он будет создан через несколько десятилетий, а может и раньше. Ведь, как показывает этот рейтинг, развитие технологий не останавливается, а только замедляется на определенное время. Поэтому следующим технологическим шагом человечества вполне реально может стать освоение космического пространства, выход за границы привычной среды проживания.