Изобретения созданные в 20 веке. Важнейшие технические изобретения XIX века

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.

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.

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.

Изобретения 19-20 века весьма многочисленны. Самыми значительными можно назвать фотографию, динамит, анилиновые краски для тканей. Кроме того, были открыты более дешевые методы изготовления бумаги, спирта, изобретены новые медикаменты.

Технические изобретения 19 века имели большое значение в развитии общества. Так, при помощи телеграфа люди смогли передавать сообщения в течение нескольких секунд с одного конца мира на другой. Изобретен телеграф в 1850 году. Немного позже начали появляться телеграфные линии. Грэхем Белл изобрел телефон. Сегодня люди не представляют себе жизнь без этого открытия.

Изобретения 19 века разных стран мира были привезены на выставку в 1851 году в Англию. На ней присутствовало порядка семнадцати тысяч экспонатов. В последующие годы другие страны, последовав примеру Англии, также начали устраивать международные выставки последних достижений.

Изобретения 19 века стали мощным толчком к развитию химии, физики, математики. Особенностью этого периода являлось повсеместное применение электричества. Ученые того времени занимались изучением электромагнитных волн и их влиянием на разные материалы. Использовать электричество начали и в медицине.

Майклом Фарадеем было замечено явление электромагнитной индукции, Джеймсом К. Максвеллом была разработана электромагнитная теория света. Генрих Герц доказал, что электромагнитные волны существуют.

Изобретения 19 века в области медицины и биологии были не менее значимыми, чем в других научных областях. Большой вклад в развитие этих отраслей внесли: Роберт Кох, открывший возбудителя туберкулеза, Луи Пастер, ставший одним из основателей микробиологии и иммунологии, Клод Бернар, заложивший основы эндокринологии. В этом же столетии было получено первое рентгеновское изображение. Французские доктора Бриссо и Лонд разглядели пулю в голове больного.

Изобретения 19 века были и в области Астрономии. Эта наука стала стремительно развиваться в ту эпоху. Так, появился раздел Астрономии - Астрофизика, занимавшаяся изучением свойств небесных тел.

Большой вклад в развитие химии внес Дмитрий Менделеев, открыв Периодический закон, на основании которого была создана таблица химических элементов. Таблицу он увидел во сне. Некоторые предсказанные элементы были открыты в последствии.

Начало 19 века ознаменовано развитием машиностроения и промышленности. В 1804 году был продемонстрирован автомобиль на паровом двигателе. В 19 столетии был создан двигатель внутреннего сгорания. Это способствовало разработке более быстрых средств передвижения: пароходов, паровозов, автомобилей.

В 19 веке начали строиться железные дороги. Первая была построена в 1825 году Стефенсоном в Англии. К 1840 году протяженность всех железных дорог была около 7700 км, то в конце 19 века она составляла порядка 1 080 000 км.

Считается, что компьютерами люди стали пользоваться в 20 веке. Однако первые их прообразы были изобретены уже в предыдущем столетии. Француз Жаккар в 1804 году открыл способ программирования ткацкого станка. Изобретение позволяло управлять нитью при помощи перфокарт, которые содержали в определенных местах отверстия. При помощи этих отверстий предполагалось нанесение нити на ткань.

Изобретенные в конце 18 века токарные станки, в 19 веке нашли широкое применение в промышленности. Оборудование с успехом заменяло ручной труд, обрабатывая металл с высокой точностью.

19 век по праву называют веком «промышленной революции», железных дорог и электричества. Это столетие оказало огромное влияние на мировоззрение и культуру человечества, изменив его систему ценностей. Изобретение электрических ламп, радио, телефона, двигателя и многие другие открытия перевернули человеческую жизнь того времени.

Переход от мануфактурного к фабричному производству и изобретение конце ХУГЫ ст. парового двигателя сделали развитие технического прогресса в промышленности. Содержание нового этапа технического прогресса, развернувшегося в первой половине XIX в., Заключался в создании машин с помощью машин. Итак, в промышленности одной из главных отраслей стало машиностроение.

Для изготовления машин нужно было много металла, поэтому металлургическая промышленность начала совершенствоваться. Английский инженер Генри Бессемер изобрел для производства чугуна, железа и стали вращающуюся печь — конвертер, а французский инженер Пьер Мартен — печь для изготовления стали высокого качества.

Примером технического прогресса в первой половине XIX в. стали изменения в книгопечатании. В начале века для печати использовали ручной станок. Впоследствии он уступил место механическому, который также постоянно совершенствовали. В 1816 г. в Лондоне печатали 1100 экземпляров газеты «Таймс» в час, а в 1850 г. — уже 10 тысяч.

Основным средством передвижения на суше стали железной дороги. На морских путях пароходы постепенно вытесняли парусники. В 1807 г. состоялось испытание первого парохода Роберта Фулто-на. В начале века в США и Англии появились первые автомобили 3 паровым двигателем. Скорость их движения в Англии ограничивалась 4 км / час.

Паровые машины нашли применение в сельском хозяйстве. В 40-х гг XIX в. в Англии появились первые паровые молотилки, а через некоторое время и паровые плуги. Отсюда они стали распространяться в другие страны.

Начали совершенствоваться и средства связи. Очень быстро распространился изобретен в 1844 американским ученым Сэмюэлом Морзе телеграфный аппарат.

Необходимость развития мировой торговли привела строительство каналов. Самым крупным из них стал Суэцкий канал, строительство которого в 1859 г. начал французский инженер Фердинанд Лессепс. За десять лет строительство было закончено.

Свидетельством успехов новой техники стало строительство железнодорожных тоннелей. В 1843 г. было завершено строительство такого туннеля под Темзой. Начали совершенствоваться конструкции мостов. В 1818 — 1826 годов в Англии инженер Телфорд построил первый железнодорожный навесной мост. Иоганн Реблингов построил в США пять знаменитых цепных мостов. Известный среди них — Бруклинский мост в Нью-Йорке, ширина среднего прогона которого составляет 486 г.

Итак, первая половина XIX в. стала периодом быстрого развертывания технического прогресса, который существенно изменил среду жизни человека. Самым шагом в энергообеспечении промышленного производства и транспорта стало получение электроэнергии в больших масштабах с помощью динамо-машин, первые образцы которых появились в 70-х гг.

Технической событием большого значения стало появление нового класса моторов, которые сконструировали немецкие изобретатели Николаус Отто (1876 г.) и Рудольф Дизель (1897 г.). Эти компактные високоекономич-ни двигатели, работавшие на жидком топливе, быстро нашли применение в первом автомобиле Г. Даймлера и К. Бенца (1886 г., Германия).

Постепенно в обиход людей входят телефон, который изобрел Александер Грейам Белл (1876 г.), фонограф (Томас Алва Эдисон, 1877 г.), радиоприемник (Гульельмо Маркони и Александр Попов, 1895 г.), кино (братья Луи Жан и Огюст люм Регби, 1895 г.), электрическое освещение улиц, цехов, квартир и т.п.. В 1881 г. появился трамвай, а вскоре и метро.

Значительные достижения произошли и в военной технике. В 1883 г. появился пулемет американского инженера X. Максима. Началось создание авиации. Флот получил бронированные корабли с пушками большого калибра и подводные лодки.