12 великих открытий и изобретений XX века: Научные и технические достижения, изменившие мир

Людям свойственно путать открытия, научные достижения и изобретения. Проясним сразу: открытие – это прорыв ученых в области познания природы, установление свойств материального мира, ранее не известных или не замеченных. Научные достижения – новые сферы деятельности человечества, ставшие возможными благодаря открытиям. А уж затем множество инженеров, конструкторов и просто людей с нестандартным взглядом на окружающий мир создает полезные и даже совершенно фантастические вещи, которые мы используем в повседневной жизни и называем изобретениями. Попробуем рассказать об этом поподробнее на примере величайших открытий, достижений и изобретений XX века.

1. Радиация

Одним из важнейших открытий, совершенных на рубеже XIX-XX веков стало открытие радиации, которое привело впоследствии к освоению ядерной энергии. У открытия нет одного автора – этой научной проблемой занимались выдающиеся физики Вильгельм Рентген, Анри Беккерель, Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри, Поль Виллар, Эрнест Резерфорд.

Точную дату открытия назвать невозможно – каждый новый эксперимент или теоретический спор приводил к чему-то новому. Однако точно можно сказать, что 8 ноября 1895 года Вильгельм Рентген открыл лучи, которые назвал своим именем. А явление радиоактивности обнаружила в 1896 году Мария Кюри. Альфа-частицы обнаружил в 17896 году Эрнест Резерфорд.

Изобретения, связанные с открытием радиации

Рентгенография

Казалось бы, все даты открытий относятся к XIX столетию – но только в XX веке рентгенография распространилась и стала повсеместным явлением, применяется в медицине, в строительстве, на производстве, и даже в криминалистике и искусствоведении.

Лучевая терапия

использует целенаправленное излучение для уничтожения раковых клеток.

Радиофармпрепараты

позволяют как успешно проводить диагностику, так и используются в терапевтических целях.

Изотопные методы Метки радиоактивными, но безопасными веществами помогают исследовать водные ресурсы: безвредные для здоровья изотопы позволяют отслеживать движение воды в природе.

Из жизни разных изобретений XX века

В 1900 году норвежский конторщик Иоханн Ваалер запатентовал в США канцелярскую скрепку, не зная, что ее уже придумали и производят в Англии, в компании Gem Manufacturing Company Ltd. Однако во время немецкой оккупации в годы II Мировой войны гитлеровцы запретили носить значки с любой национальной символикой, и норвежцы стали носить скрепку Ваалера на лацканах пиджаков как норвежский атрибут. Так что скрепка побывала не только символом бюрократизма, но и эмблемой антифашистского сопротивления.

2. Ядерная энергия

Продолжая исследования радиоактивности, ученые разных стран подошли к открытию, пониманию и освоению энергии, сокрытой внутри атома. Научное открытие можно с известной долей относительности приписать Энрико Ферми, который в начале 30-х годов доказал возможность разрушения атома нейтронами и высвобождение при этом энергии, ранее невиданной. Для первого реального использования этой энергии поводом стала II Мировая война, и понадобилось 130 тысяч человек, 2 миллиарда долларов (примерно $25 млрд в нынешних ценах), из которых 90% были истрачены на обогатительные заводы, производившие расщеплявшееся вещество. Сейчас, с позиций многолетнего опыта ученых и производственников можно сказать, что тогда случилось два чуда: то, что всерьез не рвануло ни одно из первых производств, и то, что поспешно создаваемая бомба вообще взорвалась, да еще и в трех экземплярах.

Изобретения в области ядерной энергетики

Атомная электростанция

В наше время атомные электростанции дают более 10% электроэнергии, и доля эта растет.

Причиной тому дешевизна этой энергии, разрабатываются мини-АЭС для отдельных промышленных предприятий, населенных пунктов и даже индивидуальных домов. Если же в ближайшие десятилетия будет решена проблема управляемого термоядерного синтеза, то человечество будет обладать бесконечным источником самой дешевой энергии!

Атомоходы, или суда с атомной силовой установкой

3 декабря 1959 года в состав гражданского флота СССР был введен атомный ледокол «Ленин». С тех пор регулярно флот пополнялся новыми атомоходами, как обеспечивавшими проводку судов во льдах Арктики, так и судами, перевозящими гигантские объемы полезных грузов в лихтерах и контейнерах.

Из жизни разных изобретений XX века

Знаменитый «бритвенный король» Кинг Кэмп Жиллетт не изобретал безопасную бритву – но он придумал сделать станок разборным, а лезвие штампованным и одноразовым. В 1903 году он продал 51 станок и 168 лезвий. Тогда он начал продавать станки ниже себестоимости и даже раздавал их даром. В 1915 году он продал уже 70 миллионов лезвий.

3. Авиация

Авиация стала результатом открытий сразу в нескольких областях физики, ключевое из которых – аэродинамика, а также создания легкого и эффективного двигателя внутреннего сгорания. Первый длительный управляемый полет осуществил в штате Северная Каролина 5 октября 1905 года Уилбер Райт, пролетев 38,9 км за 39 минут 23 секунды и приземлившись на месте старта без повреждений. Полет осуществился на аппарате Flyer III собственной конструкции братьев Уилбура и Орвилла Райтов.

За 120 лет деревянный аэроплан превратился в современный реактивный лайнер, в каждом крупном городе имеется современный аэропорт, а возможности авиации расширились до срочной доставки на большие расстояния пациентов или медицинского персонала, аэрофотосъемки, борьбы с насекомыми-вредителями и удобрения почвы, ликвидации лесных пожаров и множества других задач.

Изобретения в области авиации

Реактивный самолет

Разработанные на рубеже 30-40-х годов прошлого века прежде всего в военных целях, реактивные и турбореактивные самолеты, освоив мирные задачи, сократили время путешествия между странами и континентами в разы. Перелет между Европой и Америкой. Европой и Азией составляет теперь считанные часы.

Вертолет

Как и самолеты, сначала получив военное назначение, вертолеты следом освоили сугубо мирные «профессии» - доставку пассажиров на незначительные расстояния в условия бездорожья или стихийного бедствия, выполнение медицинских, спасательных, противопожарных полетов.

Беспилотники

Беспилотные летательные аппараты, или дроны в современных условиях могут выполнять почти все функции самолётов и вертолетов по доставке грузов, аэрофотосъемке и выполнению сельскохозяйственных работ.

Из жизни разных изобретений XX века

Американский инженер Уиллис Кэрриер работал в компании Buffalo Forge в отделе экспериментальной инженерии. Компания получила заказ на разработку устройства, которое позволило бы поддерживать в цехах бруклинской типографии оптимальную температуру и влажность воздуха – из-за жары и сырости краска на газетных полосах не засыхала и смазывалась. В 1902 году Кэрриер создал, а 2 января 1906 года запатентовал кондиционер. Но лишь потом ему пришло в голову, что можно таким образом бороться с жарой и сыростью, например, в театрах, в офисах и квартирах! Первый домашний кондиционер установили только в 1914 году в Миннеаполисе, в штате Миннесота.

4. Автомобиль

Мало какое изобретение так изменило лицо нашей планеты, как автомобиль. Автомобильные дороги, покрытые асфальтом и бетоном, связали населенные пункты от самых больших до самых малых. Вдоль дорог расположились сети заправочных станций, кафе, гостиниц, гаражей, население крупных городов устремилось в пригороды – где меньше шума и чище воздух.

Автомобиль стал основой современной логистики – большинство товаров внутри торговых сетей, между строительными организациями и объектами доставляются именно автомобильным транспортом. Автобус или автомобиль проедут в любой населенный пункт, куда есть дорога даже невысокого качества. Впрочем, и дорожные проблемы автомобиль готовится преодолеть: летающий автомобиль — это уже не фантастика, а реальность. А вскоре должны появиться и первые массовые беспилотные автомобили – что призвано повысить безопасность движения. Увы – вместе с уровнем безработицы.

Изобретения в области автомобильного транспорта

Летающий автомобиль

На 2024 год разработаны и продаются десятки версий летающего автомобиля, и одной из самых популярных стал Alef, который разработчики уже предлагают приобрести.

Трехточечный ремень безопасности

Впервые он был установлен на автомобиле Volvo PV544 в 1959 году, а разработал его инженер Нильс Болин. В 1999 году его имя торжественно занесли в Книгу самых выдающихся деятелей мировой автоиндустрии в Зале автомобильной славы. Никто уже и не сможет подсчитать, сколько человеческих жизней спас этот гениальный человек!

Светофор

Выдающийся американский изобретатель Гаррет Морган по прозвищу «чернокожий Эдисон» создал первый светофор в Кливленде, где стал свидетелем столкновения между автомобилем и конным экипажем в 1922 году. Уже в 1923 году он получил патент на изобретение уличного электрического светофора.

Из жизни разных изобретений XX века

В 1903 году Генри Форд искал инвесторов для своего первого завода. Один из его юристов отправился в Michigan Savings Bank. Внимательно выслушав посетителя, президент банка доверительно, с искренней симпатией посоветовал ему не тратить деньги на пустяки: «Автомобиль, это увлечение молодых спортсменов и бездельников, которое скоро пройдет. А вот лошадь - это навсегда!»

5. Радио и телевидение

Сначала в наш быт пришло радио. Затем, благодаря нашему соотечественнику, Владимиру Козьмичу Зворыкину мир охватило своими сетями телевидение. Даже во времена телеграфа новости распространялись чрезвычайно медленно, политическая, научная, культурная информация и знания преодолевали многочисленные социальные и финансовые барьеры, прежде чем становились достоянием каждого. Предупреждения о стихийных бедствиях и прогнозы погоды опаздывали самым роковым образом. Радио позволило не только получать информацию, но и оперативно отвечать на нее при помощи портативных радиостанций, сделало значительно более эффективной работу скорой медицинской помощи, полиции, пожарных, спасательных служб, такси. А информацию без картинки теперь и вообразить сложно.

Изобретения в области радио и телевидения

3D телевизор

Стереоскопическое 3D телевидение было впервые продемонстрировано 10 августа 1928 года Джоном Логи Бэрдом в Лондоне с использованием электромеханических технологий. Сейчас это уже каменный век телевидения – современный 3D телевизор должен работать в 3D-режиме в дополнение к обычному, «плоскому» режиму, и без необходимости использования специальных очков. Компании Toshiba, Samsung, TCL, Sony и другие уже разработали такие телевизоры. Их чрезвычайная дороговизна вызвана пока отсутствием стандарта 3D вещания и небольшим количеством объемного телепродукта, а главное - сложностью переработки стандартного двухмерного продукта в 3D формат. Производители уверяют, что все это лишь вопрос времени. С учетом роста возможностей компьютерной техники… впрочем – не станем гадать.

Радионяня

Сначала это было просто устройство для прослушивания комнаты, где находится младенец, и если он просыпался, к нему немедленно бежала мама, папа, бабушка – в общем, дежурный по ребенку. Позднее устройство стало обеспечивать и двустороннюю связь – родители могли что-то сказать, ребенок – ответить. Изобрели радионяню в США инженер Юджин Ф. Макдоналд и дизайнер Исаму Ногучи в 1937 году. Сейчас можно приобрести и видеоняню – но далеко уходить от ребенка все равно не стоит!

Из жизни разных изобретений XX века

В 1949 году на рынки США вышел новый продукт – футуристическая «радиошляпа» от компании Merri-Lei Corporation. Из пробкового шлема торчали, как рожки, две радиолампы, сверху красовалась антенна в виде широкого кольца, схема пряталась в высокой тулье. Стоило изобретение $7.95 – не так уж и дешево для того времени! Батареи хватало на 20 часов работы, носить ее приходилось в кармане. Популярности изделие не завоевало.

6. Антибиотики

Открытый в 1928 году Александром Флемингом первый в мире антибиотик – пенициллин – начал в мировой медицине принципиально новую эру.

Непобедимые враги человечества – холерный вибрион, палочка Коха, бледная трепонема, возбудители коклюша, дифтерии, тифа, не говоря о стафилококке и кишечной палочке – отступили по всему фронту, значительно снизился риск при хирургическом вмешательстве, травмах, огнестрельных ранах.

Изобретения, связанные с открытием антибиотиков

Пенициллин

В 1938 году британские ученые Говард Флори, Эрнест Чейн и Норман Хитли в Оксфордском университете начали проводить эксперименты с антибактериальными свойствами грибка Penicillium notatum и получили чистый лекарственный пенициллин. Для получения одной дозы лекарства им приходилось перерабатывать 500 литров питательного бульона с плесенью.

Из жизни разных изобретений XX века

В 1920 году закупщик хлопка для компании Johnson & Johnson Эрл Диксон придумал повязку в помощь своей жене Джозефин, которая была не слишком ловкой хозяйкой и постоянно резала и царапала руки. Он придумал разместить на рулоне канцелярского скотча квадратики марли, пропитанные антисептиком. Один из Джонсонов – Джеймс Вуд Джонсон оценил изобретение, компания начала массовый выпуск «новейших несползающих бинтов». Эрл Диксон стал вице-президентом компании. «Новейший бинт» теперь известен всем, как лейкопластырь.

7. Инсулин

Канадские ученые Фредерик Бантинг, Джон Маклеод, Чарльз Бест и Бертрам Коллип выделили сначала из поджелудочных желез лабораторных собак, а затем из аналогичных органов коров вещество «айлетин», инъекции которого удивительным образом улучшали самочувствие животных, больных сахарным диабетом.

После длительных опытов по очистке полученного вещества оно было названо «инсулин», и 11 января 1922 года впервые введено человеку – 14-летнему умирающему пациенту Леонарду Томпсону. Через 12 дней, после повторной инъекции мальчик пошел на поправку! Нобелевскую премию присудили только двоим из ученых – они опротестовали решение и поделили полученные средства на четверых, а патент на разработку продали университету Торонто, где они все работали – за 1 канадский доллар. В 1923 году инсулин выпускали в достаточном количестве для всех диабетиков Северной Америки, а вскоре привезли и в Европу. Сотни тысяч людей получили шанс на долгую жизнь. Ученые проявили рыцарское бескорыстие.

Изобретения, связанные с открытием инсулина

Инсулиновый одноразовый шприц

Миллионы людей нуждаются в постоянных инъекциях инсулина и других лекарств. Патент на одноразовые шприцы получил в 1949 году Артур Смит, их выпускала с 1954 года компания Becton, Dickinson and Company. Современный одноразовый инсулиновый шприц снабжен чрезвычайно тонкой иглой, позволяющей вводить инсулин практически безболезненно, его емкость 1 мл, шкала размечена в миллилитрах и единицах действия – ЕД.

Его изобретение позволяет пациентам вводить лекарство самостоятельно после короткого инструктажа.

Из жизни разных изобретений XX века

Венгерский журналист Ласло Биро писал так стремительно, что его не устраивали чернила из перьевой ручки – они слишком медленно высыхали. Попытка заправить ручку типографской краской привела к тому, что ручка засорилась и испортилась. Вместе со своим братом-химиком они придумали новый пишущий прибор: в круглой нише вращалась скользящая сфера, причем вращение обеспечивалось движением руки, а скольжение – смазывающим пишущим веществом. Так была изобретена шариковая ручка. Во многих странах, включая Австралию, Италию, Ирландию и Великобританию такие ручки называли «биро». Одна только знаменитая компания BIC продала их больше 100 миллиардов (!) штук.

8. Трансплантология

Пересадка донорских органов еще недавно была абсолютной фантастикой, хотя разработки и исследования уже велись в начале XX века. Французский хирург и биолог Алексис Каррель, Нобелевский лауреат 1912 года, уже обдумывал способы консервации донорских органов – в том числе сердца, и сшивания сосудов. Детальную разработку пересадки сердца провел советский ученый Владимир Петрович Демихов.

3 декабря 1967 года хирург Кристиан Барнард, прошедший у него стажировку и считавший себя учеником Демихова, осуществил первую в мире осуществил успешную трансплантацию сердца человеку в клинике Кейптауна. Современная медицина освоила трансплантацию почек, печени, лёгких и сердца. Американец Томас Хьюсман прожил с трансплантированным сердцем дольше всех, 30 лет, а умер совершенно от другого заболевания.

Изобретения, связанные с трансплантологией

Печать органов

После изобретения в 1984 году 3D-печати, ученые всерьез заинтересовались возможностью производить таким образом органы для трансплантации. Уже в 1999 году под руководством доктора Энтони Аатала в Институте регенеративной медицины Уэйк Форест на 3D-принтере был изготовлен каркас человеческого мочевого пузыря, «засеянный» затем клетками пациента и пересаженный ему.

Из жизни разных изобретений XX века

Как только американский инженер Перси Лебарон Спенсер понял, что под воздействием магнетрона от радара расплавился в его кармане ореховый батончик, он понял что при помощи СВЧ-волн можно нагревать и другие продукты. Немедленно ему захотелось поэкспериментировать, и он… вы угадали! Взорвал возле аппарата яйцо! А вскоре изобрел первую микроволновую печь. Каждый изобретатель в душе - мальчишка. И это замечательно.

9. Освоение космоса

Собственная космическая программа для любого государства сейчас не менее важна и престижна, чем некогда выход к морю. Современные системы связи, метеонаблюдения, мониторинг состояния окружающей среды, геологическая разведка – не говоря уж о фундаментальной науке сегодня просто невозможны без космических исследований.

Начавшееся с запуска СССР в 1951 году первого искусственного спутника Земли освоение космоса привело к тому, что сейчас вокруг земли вращается около пяти тысяч космических аппаратов, а в космосе побывало уже 565 человек, из них 60 - женщины, а Джерри Рос и Фрэнклин Чанг-Диаз летали туда аж по 7 раз.

Изобретения, связанные с освоением космоса

Электронный термометр

Этот прибор, с которым все так хорошо познакомились во время эпидемии COVID-19, был разработан на основе инфракрасных технологий, с помощью которых измеряли… температуру звезд!

Бифидок

Этот молочный продукт, как и все йогурты и напитки, содержащие бифидобактерии, был разработан на основе технологий 60-х годов, впервые его использовали в рационе космонавтов.

Тефлоновая посуда

Сковородки и кастрюли с антипригарным тефлоновым покрытием обработаны тем же составом, который не дает сгореть в атмосфере спускаемым аппаратам космических кораблей.

Умные подушки и матрасы

Эти предметы, запоминающие форму вашего тела и созданные для комфортного сна, производят из материалов, которые разрабатывали для сопротивления тела перегрузкам при старте космических кораблей и гашении удара при посадке.

Портативный пылесос, шуруповерт, фильтр для воды, косметика anti age, застежки-липучки…

всего благодаря космическим технологиям в наш быт и повседневность вошли более пятидесяти тысяч изобретений, и число их постоянно растет.

10. Компьютер

Со времени создания первой ЭВМ ENIАС американских инженеров Дж. Моучли и Дж.Эккерта сменилось четыре поколения электронно-вычислительной техники. После создания персонального компьютера один человек с ноутбуком смело может заменить собой целое учреждение с дюжиной клерков, учебное заведение со множеством программ, развлекательный центр с кинозалом, играми и аттракционами.

Овладев нехитрыми основами программирования, ученый может проводить расчеты по результатам своих экспериментов, работы с фокус-группами, сведением и обработкой сведений из больших баз данных. Никогда еще информация не сортировалась и не систематизировалась так быстро.

Изобретения, связанные с компьютерами и ЭВМ

Компьютерная мышь

Это нехитрое изобретение позволило использовать на персональных компьютерах удобный и легкий в управлении графический дизайн. И это не говоря о ее незаменимости в компьютерных играх!

Охлаждающая подставка для ноутбука

Этот девайс особенно радует пользователей ноутбуков летом. Шесть кулеров постоянно отводят тепло от вашего ноута, подставка регулируется по высоте. Между прочим, зима на экваторе! Пора подумать о жарком лете.

Из жизни разных изобретений XX века

В 1949 году глава финансовой компании Hamilton Credit Corporation Фрэнк Макнамара привел нескольких своих клиентов пообедать в ресторан Majors Cabin Grill на 33 Западной улице в Нью-Йорке, но забыл взять с собой бумажник. За ужин платила жена. На следующий день он встретился с владельцем ресторана, куда пришел со своим адвокатом Ральфом Шнайдером и бизнес-партнером Альфредом Блумингдейлом и вместе с ними придумал защиту от подобных конфузов. В феврале 1950 года он уже расплачивался в этом ресторане специальной карточкой со своей подписью. В считанные дни такие карты вошли в моду – они были картонными, еще не имели магнитной ленты, но были обеспечены договором с банком. Всю эту затею партнёры назвали Diners Club – «Обеденный клуб». Так появились первые кредитные карты. И между прочим, изобретение это реально перевернуло весь мир!

11. Интернет

У этого великого научно-технического достижения нет конкретного создателя и даже группы создателей – он стал результатом работы сотен людей в течение нескольких десятилетий. Большинство людей оценивает Интернет с точки зрения пользователя и потребителя, но многие уже сделали его инструментом и площадкой для собственного бизнеса, получают онлайн образование, и это не говоря о тысячах сервисов и возможностей, которые незаметно вошли в нашу жизнь и от которых мы уже никогда не сможем отказаться. Достаточно сказать, что и читаете вы эти слова благодаря Интернету.

Изобретения, связанные с Интернетом

Интернет вещей (IoT)

Сеть устройств, подключенных к другим устройствам, службам и экосистемам через Интернет и обменивающихся данными. Фитнес-часы, умные очки, холодильники, отопительные приборы и целые умные дома, светофоры и шлагбаумы, медицинские вживленные чипы… Все к чему можно подключить датчик со временем становится частью Интернета вещей. Это повышает эффективность всех отдельных устройств вместе и каждого в отдельности, улучшает работу сервисов и служб.

Из жизни разных изобретений XX века

Первое подобие GPS-навигатора было создано в 1932 году и называлось Inter Avto. Этот прибор представлял из себя устройство для прокручивания свернутой в рулон карты, соединенное тросиком со спидометром, так что чем быстрее ехал автомобиль – тем быстрее крутился рулон. Но если вы сворачивали на другую дорогу – то нужно было остановить автомобиль, смотать вручную первый рулон, убрать в коробку с соответствующей надписью, на его место установить другой, перемотав его опять-таки вручную на нужное место (то, где вы находитесь), проверить тросик… Ну нет, легче спутник запустить!

12. Мобильная связь

Радиосвязь, позволяющая абоненту ею пользоваться без привязки к поводу или конкретному месту уже существует в нескольких видах, часть из которых отходит в прошлое, другие – стремительно развиваются, как сотовая связь, организованная по принципу формирования сот или ячеек (cells), вокруг базовых станций (БС) (Base Transceiver Station) обеспечивающих уверенный прием на определенной территории. За пару десятков лет сменилось несколько поколений сотовой связи.

Разворачивающаяся сейчас в мире связь поколения 5G призвана гарантировать устойчивую работу Интернета вещей, а ей на смену уже готовится связь 6G – и она должна будет обеспечить эксплуатацию голографической связи, дистанционного управления беспилотными транспортными средствами – и летающими автомобилями. Они ведь построены, нужно же как-то обеспечить порядок в воздухе?

Изобретения, связанные с мобильной связью

Смартфон

Идея первого смартфона под названием Simon, способного обмениваться с другими устройствами факсами и электронной почтой принадлежала инженеру Фрэнку Канова. Однако первым смартфоном в современном понимании стал, конечно же iPhone от Apple и Стива Джобса. Сейчас невозможно представить себе смартфон без возможности видеозаписи, фотографирования, просмотра видео и прослушивания аудиопродукции, без игр и «читалки», без… что там в вашем телефоне еще есть?

Из жизни разных изобретений XX века

В 1938 году на рынки США выпустили странный продукт: револьвер Colt Police Positive 38 калибра, также известный как «Фототрон», снабженный … фотокамерой, который сперва фотографировал жертву, а потом – убивал. Однако в полиции новшество, призванное оправдать правомерность применения оружия, не вызвало ни малейшего энтузиазма, художественные достоинства снимков дезавуировались нравственными аспектами такого «искусства», так что автор изобретения, Гарольд Эджертон, занялся более мирными видами съемки – и кстати, немало в том преуспел! Все изобретения почему-то начинаются с войны и насилия – но чем раньше начать заниматься мирным их применением – тем лучше. Для всех.

Читайте также о том, что скоро благодаря искусственному интеллекту на пашню больше не ступит нога человека: