Научные открытия, о которых вы никогда не думали, но используете каждый день
© Фото: Наука
10 ноября отмечается Всемирный день науки за мир и развитие, учрежденный ООН и ЮНЕСКО в 1999 году. Основная идея этого праздника — донести обществу, как важна наука в повседневной жизни и как меняет ее.
Для начала — интересные факты.
Возьмем такой уже обыденный прибор как смартфон. На начало 2023 года 5,44 миллиарда человек в мире — обладатели мобильных телефонов, что составляет 68% от общей численности населения. 4,76 миллиарда — пользователи соцсетей. Среднестатистический владелец мобильного телефона в 2022 году пользовался им более пяти часов в день, 30% всего времени бодрствования. И 40% этого времени приходится на соцсети. В России Интернетом пользуется 88,2% населения, и 46,1% общего времени в Сети проводят с мобильного телефона.
И вот лишь некоторые научные достижения, которые потребовались, чтобы маленькая прямоугольная коробочка с экраном в вашей ладони работала так, как она это делает сейчас и была доступна такому количеству людей.
1. Электричество
Что станет с нашим миром, если по всей планете отключат электричество? Электричество позволило освещать наши дома и улицы, изменив образ жизни. Работа в ночное время стала более доступной, это изменило привычки людей, увеличив время для работы и отдыха. Электричество также трансформировало промышленность, повысив эффективность и возможности массового производства в различных отраслях, начиная от текстиля и промышленности до сельского хозяйства. В медицине оно стало ключевым элементом, от освещения операционных до современной медицинской аппаратуры.
Технологии, работающие на электричестве, дали начало развитию сети связи, транспорта и информационных технологий. Все это создало основу для современной цифровой эпохи.
американец Бенджамин Франклин создал первую теорию электричества. итальянец Вольта изобретает первый источник постоянного тока, представляющий собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделенных смоченной в подсоленной воде бумагой. Василий Петров открыл вольтову дугу, с этого открытия русского ученого началась история электрической лампочки. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции и создал на его основе первый в мире генератор электроэнергии, опираясь на работы Джоуля, Ленца, Ома, Ампера, Эрстеда. Томас Эдисон изобрел лампочку, которая может гореть долго. 1882 — он же построил первую электростанцию в Лондоне, чтобы вырабатывать электроэнергию и переносить ее в дома людей. Никола Тесла открыл переменный ток, который сейчас бежит по проводам во всем мире и, в том числе, заряжает мобильные телефоны. Список можно продолжать. 2. Аккумулятор
Аккумуляторы изменили мобильность и доступность технологий. Они позволили создать портативные устройства, такие как мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты и другие гаджеты, которые стали неотъемлемой частью повседневной жизни.
француз Гастон Плантэ создал аккумулятор, используя серную кислоту и свинцовые пластины. химик из Франции Жорж Лекланше разработал «жидкостный» аккумулятор, предок современного. немец Карл Гасснер получил «сухой» аккумулятор, который практически во всем был похож на современный. в компании Sony создали литий-ионный аккумулятор, 20 лет его совершенствовали Стэнли Уиттингем, Джон Гуденаф, Акира Йосино. проект превратился в готовый продукт. 3. Мобильная связь
Еще лет 25 назад, чтобы поговорить с человеком по телефону, абонентам надо было находиться у двух концов металлического провода. Чтобы позвонить в другой город, надо было ждать, когда вас соединят на станции, а уж переписываться... До открытия железной дороги путешествие из Петербурга в Москву занимало пять суток. Сегодня мы можем связаться с кем угодно почти где угодно.
Александр Попов продемонстрировал прибор, предназначенный для регистрации электромагнитных волн, основываясь на исследованиях Генриха Герца. Гульельмо Маркони с помощью азбуки Морзе передал сигнал с крыши лондонского почтамта на 1,5 км. Реджинальд Фессенден первым передал человеческую речь с помощью радиоволн. в Детройте создана первая система телеграфной подвижной связи. аппараты, работающие в одном частотном диапазоне, но в разных сетях, создавали взаимные помехи, эту проблему решил Дуглас Ринг, разработав сотовый принцип организации сети мобильной связи. на крыше одного из небоскребов Нью-Йорка была смонтирована первая базовая станция мобильной сети, Мартин Купер из компании Motorola совершил первый в мире звонок по мобильному телефону. 4. Компьютер
Первый компьютер начинался с... ткацкого станка. Сегодня на этих принципах вычислений работают не только наши телефоны и ноутбуки, но и кондиционеры и стиральные машины, детские игрушки, поезда и самолеты с автопилотом, компьютеры пишут книги и картины, машины производят почти все, что окружает нас.
Жозеф Жаккард изобретает ткацкий станок, который использует перфорированные деревянные карты для автоматического плетения тканей. английский математик Чарльз Бэббидж изобретает паровую вычислительную машину, которая считает таблицы чисел. для нее Ада Лавлейс, английский математик, дочь поэта Байрона, пишет первую в мире компьютерную программу. Алан Тьюринг создает первую машину, способную оперировать алгоритмами. Z1, вычислительная машина Конрада Цузе, стала первым устройством, работавшим на двоичной логике. появляется «Марк I», первый компьютер, произведенный фирмой IBM. Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин изобрели точечный транзисторный усилитель, что позволило уменьшить размеры компьютеров, до этого использовавших электронные лампы. Джек Килби построил первую электронную микросхему. Дуглас Энгельбарт представляет систему, состоящую из буквенной клавиатуры, цифровой клавиатуры, мышки и программы, поддерживающей вывод информации на экран в разных «окнах». Билл Гейтс и Пол Аллен основали компанию Micro-Soft, специализировавшуюся на разработке программного обеспечения для компьютеров. Стив Джобс и Стив Возняк основали фирму Apple Computer. 5. Интернет
После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что Америке на случай каких-то военных действий нужна надежная система передачи информации.
первый сервер ARPANET был установлен в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. 29 октября между двумя первыми узлами сети, находящимися на расстоянии в 640 км, провели сеанс связи. В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать. первая программа для отправки электронной почты. к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной. разработана система доменных имен. британский ученый Тим Бернерс-Ли разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URL. 6. Пластик
Оглянитесь — сколько вокруг вас пластика? Без него многие вещи и технологии не были бы так дешевы и доступны такому количеству людей. Для природы и экологии пластик — зло, а вот для уровня жизни среднего человека… это была революция!
первая пластмасса, целлулоид, была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом. бельгийский и американский химик Лео Бакеланд изобрел недорогую, негорючую и полностью синтетическую пластмассу универсального применения. химик Григорий Петров на основе фенола и формальдегида синтезировал карболит, который отличался эластичностью и был химически стоек к воде, воздуху и кислотам. 7. Сенсорный экран
Сенсорный экран изобрели в США в рамках исследований по программному обучению. Современные новейшие сенсоры не только «чувствуют» и умеют передавать в вычислительную систему прикосновения, но и умеют связывать неживое и живое — возвращая людям осязание через высокотехнологичные протезы.
компанией RCA был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран. первый сенсорный экран PLATO IV на сетке инфракрасных (ИК) лучей размером 16 на 16 блоков. на всемирной ярмарке Elographics представила телевизор с сенсорным экраном. вышел первый компьютер HP-150 с сенсорным экраном. 8. Смартфон
Соединить все это в одно устройство оставалось делом техники, но и на это потребовались десятилетия усовершенствований и удешевления.
на выставке в Лас-Вегасе IBM представила устройства, созданное Фрэнком Кановой — первый смартфон. Детище IBM отличалось возможностью обмениваться с другими абонентами факсами и электронными письмами. Этот беспроводной аппарат весил более килограмма. один из первых вышедших на рынок смартфонов — карманный ПК от Hewlett-Packard со встроенным телефоном Nokia, с кнопочной QWERTY-клавиатурой. Ericsson выпустил первые смартфоны с сенсорным экраном. 9. Всеобщее образование
Еще пара деталей. Чтобы писать возмущенные комментарии в Интернете, нужно уметь писать... Этот навык не был таким уж очевидным и распространенным на протяжении большей части истории человечества.
В России систематическое образование для тех, кто не принадлежал к аристократическому или духовному сословию, попытался ввести Петр I. В 1727 году в империи насчитывалось 46 епархиальных школ с 3056 учащимися. При Екатерине II c 1782 по 1800 годы обучение в разного рода школах и училищах прошли 176 730 человек, среди них было лишь 7% женщин. И вопрос, «нужно ли народу образование», очень активно обсуждался. Впрочем, усилиями просвещенных людей ситуация менялась. Согласно переписи 1897 года, в европейских губерниях грамотного населения было 30%, на Кавказе — 17%, в Сибири — 16%. Всеобщее обязательное начальное образование было введено в СССР в 1930 году, отвечая требованиям технологического развития страны.
10. Медицина
Чтобы иметь возможность писать что-то в Интернете, нужно также еще и просто выжить. В начале 1917 года в Российской империи из 100 детей 40 не доживали до трехлетнего возраста. Смертность населения от инфекционных заболеваний в 1901-1905 годах составляла 31 на 1000 человек. С 1891 по 1914 годы от инфекционных болезней умерло 2,35 млн человек, основные: скарлатина, дифтерия, корь, коклюш, оспа и тифы. Заметьте, почти от всех них теперь есть прививки и антибиотики.
В 2017 году младенческая смертность в России составляла 5,2 на 1000 родившихся живыми, одна из самых низких в мире. Смертность людей от инфекционных заболеваний — чуть больше: 25 на 100 000 населения, и этот показатель считается высоким. Все это — достижения медицинской науки и гигиены, но об истории болезней и вакцин мы писали не раз, это отдельная тема.
P.S.: Конечно, пришлось опустить очень много важных деталей, открытий, ученых, иначе материал получился бы размером с Википедию. Но все равно впечатляет, что вся эта колоссальная история, миллионы часов напряженной работы, проб и ошибок, сходятся в одной точке, когда пользователь под постом в соцсетях телеканала «Наука» пишет… — А кстати, что вы напишете?
