Текст книги "Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек"

Автор книги: Сергей Бердышев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 25 страниц)

С. Н. Бердышев
Открытия и изобретения,
о которых должен знать современный человек

Предисловие

Книга, которую читатель держит сейчас в руках, весьма необычна во многих отношениях. Это своеобразная занимательная энциклопедия величайших в истории открытий и изобретений, которые так или иначе, а в целом весьма существенно повлияли на нашу жизнь. «Все течет», – любили говорить древние. «Времена меняются», – так говорят люди сегодня. Причиной постоянных изменений и преобразований, наблюдаемых в мире, является рождение нового.

На протяжении миллионов лет единственным творцом сущего была природа. Ее шедевры великолепны: она породила звезды, планеты, растения, животных, а главное, человека. Это суетное дитя природы быстро нарушило монопольное право своей «матери» и приступило к созданию собственных изобретений. Мы непрерывно что-то творим. И пожалуй, именно нашей кипучей деятельностью, переворачивающей зачастую самые основы мира, можно объяснить ускорение хода времени за последние 200 лет.

Мир совершенно преобразился благодаря человеку и его неудержному стремлению изобретать нечто оригинальное. Неудивительно поэтому, что облик нынешних городов определяется потрясающими открытиями и изобретениями их неугомонных жителей. К сожалению, современный человек зачастую знает недостаточно о предметах, которые его окружают. Мы настолько привыкли к своим творениям, что не в силах уже представить, как когда-то то или иное изобретение решительно изменило образ жизни людей. И уж конечно, нам никак не удается вообразить, что многие из них обязаны своим появлением каким-либо научным открытиям.

Чтобы читатель узнал о занимательной истории вещей в ее связи с наукой и прогрессом человечества, была написана эта книга. В этом сборнике содержится подробнейшая информация о наиболее значительных открытиях и изобретениях за всю историю существования человечества. Прочитав эту книгу, вы почерпнете из нее много удивительных фактов о вещах, науках, технической истории человечества, об изменениях, которые ожидают нас в будущем.

Вы узнаете: кем и как совершались самые громкие открытия в истории; кто на основе этих открытий создавал в дальнейшем примечательные технические изобретения; какая польза человеку от этих изобретений в наше время. Например, все мы со школьной скамьи помним из курса физики, что есть закон Бойля – Мариотта и прочие газовые законы. Однако для большинства людей эти законы никак не связаны ни с чем полезным. А вот это неверно.

В настоящей книге будет подробно рассказано о прорыве науки, обусловленном выведением газовых законов. Какими путями выдающиеся ученые прошлого пришли к ним? Как на основе этих законов изобрели дизельный двигатель? Какова история дизеля и его судьба сегодня? Чем еще полезны газовые законы? Об этом и многом другом поведает любознательному читателю настоящая книга. Объем не позволяет поместить здесь информацию о большом количестве открытий и изобретений. Но это не должно расстраивать читателя, поскольку самое важное и наиболее увлекательное не забыто.

Избыток информации иногда вреден, как вреден он и в данном случае. Если бы здесь было представлено еще несколько тем, то получилась бы смесь фактов, никак не связанных между собой. Как бы то ни было, в книге рассказывается о гораздо большем количестве открытий и изобретений, чем обозначено в оглавлении. Просто те из них, что вынесены в подзаголовки, описаны наиболее полно, им уделено пристальное внимание, а об остальных сведения даются попутно, в связи с вышеизложенным материалом.

Книга эта хороша в первую очередь тем, что все сведения в ней строго классифицированы. Они объединены на основе общих признаков таким образом, чтобы можно было без проблем, пользуясь оглавлением, найти нужную тему. Скажем, если вам интересно узнать о том, как был создан телефон, то достаточно заглянуть в статью, посвященную изобретению средств связи. На редкость полезное изобретение не было бы возможным без открытия электромагнитного поля. Рассказ об этом открытии помещен в следующей статье. Обе они объединены в раздел, затрагивающий вопросы электромагнетизма.

Всего в книге содержится 33 раздела, включающих каждый по две статьи. В свою очередь, каждая такая статья представляет собой рассказ об открытиях или изобретениях. Разделы также сгруппированы. Они собраны в своеобразные главы, имеющие более обобщенную тематическую направленность, поскольку каждая отрасль знания может включать специфические, только ей свойственные открытия и изобретения.

Материал в главах разбит как раз тематически – по специализированным отраслям, отдельным научным дисциплинам. Исключение из общего правила составляют лишь статьи первой главы, которая отличается от остальных тем, что посвящена рассказу о Древнем мире – доисторической эпохе и времени становления первых цивилизаций. Большая часть материала охватывает открытия и изобретения из области физики. И это неудивительно, поскольку изобретения, как правило, всегда имеют техническое воплощение, а техника, в свою очередь опирается на физические законы.

И тем не менее, понятие техники весьма обширно, а потому она не может ограничиваться физикой. Кроме того, великие открытия, изменившие нашу жизнь, сделаны во многих отраслях науки – биологии, медицине, геологии, химии, математике. О каждой из перечисленных наук, а точнее, об их законах и сделанных на основе эти законов изобретениях также будет идти речь на страницах данной книги.

Следует предупредить читателя о серьезном «недостатке» книги. Она лишает самоуверенности. Каждому известно, что первый пароход изобрел Фултон, опыты с магдебургскими полушариями проходили в Магдебурге, животные панически боятся огня, а человек не умеет летать к звездам. Нет, нет и еще раз нет! Все эти устоявшиеся воззрения и многие другие в корне ошибочны, доказательства чему приводятся на страницах этого издания. Более того, непременно указывается, откуда берет начало то или иное заблуждение. Просмотрев хотя бы первые две главы, всякий считающий себя исключительно эрудированным читатель лишится изрядной доли уверенности в собственных знаниях.

Но и такой недостаток следует считать достоинством книги. Ведь она дает читателю предельно точную информацию, разоблачает нелепые мифы, просто и доступно объясняет причины разнообразных явлений и вскрывает внутреннюю логику событий в области науки и техники. В связи с изложенными в книге сведениями она может также оказаться очень полезной для школьников и преподавателей. И конечно, она будет интересна всем увлекающимся техникой, историческими курьезами, судьбой ярких личностей и законами природы.

1. Великие открытия и изобретения древнего мира

Все окружающие нас вещи имеют свою историю и предысторию. Предыстория эта началась в далеком прошлом, на самых первых этапах развития человеческого общества. Тогда же формировались и первые государства. Число открытий и изобретений, совершенных в тот период человечеством, трудно вообразить. Одежда, орудия труда, обработка камня и металлов, использование огня… Именно в этот исторический период берет начало любая человеческая деятельность, которая являлась в те времена великим открытием. Ниже перечислены только наиболее существенные достижения древних людей, относящиеся к периоду первобытнообщинного и раннего рабовладельческого строя.

Величайшие открытия древности

Самым великим открытием человека было открытие им мира и становление первичного мировоззрения, имевшее место в доисторические времена. На стенах пещер первобытные люди около 30 тыс. лет назад сделали зарисовки, отображающие это гениальное открытие. Художник каменного века отразил представления своих современников о мироустройстве. Он уверенно разделил мир на небо, земную твердь и воду, указал четыре стороны света и показал животных обитателей каждой природной зоны. Однако существовали и другие поразительные открытия, каждое из которых по-своему повлияло на дальнейшую историю человечества. Некоторые из их числа берут свое начало в доисторической эпохе, но получили развитие только в ранних цивилизациях.

Начало письма и математического счета

В настоящее время затруднительно назвать точную дату изобретения людьми счета. Древнейшие наскальные рисунки показывают, что уже 30–35 тыс. лет тому назад пещерные люди свободно считали самые разные объекты до 3 и 4. Около десяти с половиной тысяч лет назад первобытный человек определенно освоил более емкий и сложный математический счет. К этому времени относятся находки, представляющие собой записи учета пищевых продуктов. Пересчитывать разные вещи и продукты люди научились задолго до того, как освоили письмо.

Трудности доисторического счета связаны в первую очередь с органолептическим восприятием наших предков. То есть они каждый предмет оценивали как нечто целое и законченное, в тесной взаимосвязи со своими ощущениями. При этом количество никогда не обособлялось от качества. Сходные представления существовали до недавнего времени у ряда племен, ведущих образ жизни первобытных охотников и собирателей. Это заставляло людей придумывать новые числительные для разнородных объектов и вносило путаницу в счет. Нельзя было количественно сравнить трех собак и трех оленей и т. д.

И все-таки постепенно произошел отказ от этой системы счисления, потому что первобытные люди на раннем этапе развития добывающего хозяйства делили все между собой поровну. А для этого требовалось сопоставить количество продуктов и число потребителей. Важнейшим счетным инструментом являлась в ту пору рука, поскольку люди считали на пальцах. Кроме того, был широко распространен счет по другим частям тела. Он сохранился у многих народов – почти все родители учат считать своих детей на пальцах.

Новогвинейские папуасы, ведущие традиционный образ жизни, по-прежнему практикуют более сложную систему счета на частях тела. Точно такая же система, видимо, в прошлом имелась у многих других народов. В счетной системе папуасов единице соответствует большой палец левой руки, 2 – указательный палец той же руки, 5 – мизинец, 6 – запястье, 7 – предплечье, 8 – локоть, 9 – плечо, 10 – надплечье, левая сторона шеи – 11, ухо – 12, глаз – 13, переносица – 14, нос – 15. После носа отсчет идет в обратном порядке, т. е. по правой половине тела. Правый глаз – 16 и т. д. Счет завершается на мизинце правой руки, который равен 27.

На поздней стадии развития первобытнообщинного строя привычка считать по частям тела уступила место другой – помогать себе в счете камешками и палочками. Регулярное использование камешков привело к появлению абака – древнего счетного инструмента, предшественника современных бухгалтерских счетов. Известное каждому слово «калькулятор» восходит, между прочим, к латинскому «calcul» (камешек). Оно служило в прошлом для обозначения счетовода, пользующегося камешками.

Почти все современное человечество считает десятками, т. е. в десятичной системе счисления. Она являлась одной из самых древних, поскольку происходила от привычки вычислять на пальцах рук. В дальнейшем эту систему узаконили египтяне. Древние люди, прежде чем окончательно перейти к ней, перебрали все мыслимые и немыслимые варианты. У разных племен американских индейцев, сохранивших традиционный счет, имеется около 400 вариантов разных систем счисления. Преобладают варианты десятичной (146 вариантов) и пятеричной (106) систем. Однако много форм и двоичной системы – более 80.

Двоичная система была связана со становлением древнейшего мировоззрения и ранней дихотомией в сознании человека. Дихотомия означает деление на два. Такое мышление свойственно для всех народов глубокого прошлого, поскольку многие явления в мире подразумевают наличие пар: мужчина – женщина, земля – небо, добро – зло, день – ночь. Древние китайцы наделили дихотомию мистическими свойствами и создали на этой основе учение о балансе инь-ян. Традиция делить год примерно на 360 дней и 12 месяцев, окружность – на 360 градусов, час – на 60 минут и т. д. восходит к популярной на Древнем Востоке 60-ричной системе счисления. Первобытное счетоводство привело к появлению письменности.

Древним людям приходилось использовать специальные значки для обозначения исчисляемых предметов. Это были значки-символы, выполненные стилизованно. То есть такие обозначения изображали предмет условно, а не художественно, в отличие от реалистичных и живописных рисунков на стенах пещер. Со временем такие символы превратились в иероглифы, положенные в основу иероглифического письма. Современные историки знают, где и когда произошло это великое событие. Впервые человек открыл для себя письменность свыше 5,5 тыс. лет назад в Междуречье, иначе, в Месопотамии. Изобретателями письма были шумеры – жители древнейшей восточной цивилизации Шумера, располагавшейся на территории нынешнего Кувейта и Ирака.

Шумерская цивилизация в ту пору еще только зарождалась. Шумеры занимались земледелием, выращивали ячмень, чеснок и прочие культурные растения. Эти люди строили глиняные дома, лепили из глины амулеты, делали глиняную посуду и даже пили пиво (свой любимый напиток) через глиняные соломинки. Глина являлась основным материалом в жизни шумеров, именно по этой причине в Междуречье возникла легенда о сотворении человека богами из глины, заимствованная впоследствии многими другими религиями. Поэтому нет ничего удивительного в том, что становление письменности также многим обязано глине.

Из этого удобного материала изготавливались первые значки-символы, применявшиеся для счета разнообразных объектов. Шумер был торговым государством, местные купцы вели дела с рядом соседних народов и государств. Чтобы точно знать количество единиц товара в партии, вести учет проданным или утерянным средствам, шумеры разработали особую счетоводческую систему. Купец, намереваясь продать, скажем, несколько верблюдов, пересчитывал животных и изготавливал для их обозначения значки-символы из глины.

Археологи нашли эти значки. Они оказались маленькими плоскими кружочками. Такие кружочки лепили из сырой глины, на которую наносился иероглифический рисунок из палочек. Затем глина высушивалась. Рисунок был сильно стилизован и выполнялся палочками потому, что более сложные рисунки выполнять на сырой глине очень трудно. Поскольку купцы явно не умели рисовать, то выполнение рисунка палочками быстро прижилось в Междуречье. Готовые значки запечатывались в особый кувшин, предназначенный для хранения «бухгалтерской информации».

По окончании путешествия, когда перегон верблюдов на место продажи заканчивался, купец разбивал сосуд и пересчитывал значки. Для разного рода товаров изготавливались различные значки. Древние жители Месопотамии, как и многие народы прошлого, не могли сопоставлять единицы разноименных объектов. Десять верблюдов нельзя было сравнить с десятью коровами или овцами. Потому для каждого вида товаров требовалась своя символика. Постепенно значки на глине превратились в оформленные иероглифическим письмом слова.

Вавилоняне, народность, сменившая в Междуречье шумеров, развили искусство письма на глине и стали широко его применять. Они писали на плоских брусочках из сырой глины. Эти брусочки покрывались особым иероглифическим письмом, составленным из одних только черточек. То была т. н. клинопись – единственный вид письменности, пригодный для отображения на столь неудобном материале. Уже шумеры отказались от использования записей в исключительно счетоводческих, хозяйственных целях. Шумеры стали составлять самые разные тексты.

Наиболее древние сочинения содержат имена вавилонских богов и царей, а также царские указы. В дальнейшем на глине стали писаться медицинские пособия, деловые и личные письма, государственные документы, различные книги. Любопытны письма, которые отправляли по почте друг другу жители Месопотамии. Глиняные дощечки запечатывались в конверты из глины. Чтобы конверт не прилипал к «бумаге», ее посыпали мелким песком и заворачивали в сырую глину, на которой ставили печать, после чего конверт высушивали.

Хранилища глиняных книг, документов и пр. называются библиотеками. Одна из самых больших библиотек, обнаруженных археологами, названа по имени ее главного владельца и организатора библиотекой Ашшурбанипала. Ашшурбанипал был вавилонским правителем. Его книгохранилище содержит тысячи окаменевших табличек, похожих на кирпичи. Одна книга в среднем содержит до 40–50 табличек. На табличках писали, кроме древних вавилонян и шумеров, еще и ассирийцы, эблаиты, халдеи и многие другие народы Древнего Востока.

Письменность претерпевала столь же оригинальные превращения, как и математический счет. Чтобы выработать определенную систему письма, народы перепробовали самые разнообразные варианты. На смену рисованным иероглифам пришли упрощенные смысловые значки, обозначавшие слова или их части. Таковы китайские и японские иероглифы, которые пишутся сверху вниз в столбиках.

Жители Месопотамии в течение 3 тыс. лет использовали клинопись. Египтяне писали справа налево и употребляли при это исключительно согласные. Финикийцы научились от египтян писать только согласные, а арабы переняли традицию писать справа налево. Греки писали стилем бустрофедон – четные строки записывались слева направо, а нечетные – наоборот. Само название стиля письма в переводе на русский означает «как бык пашет».

Создание календаря

Великий древнегреческий философ-идеалист Платон (IV в. до н. э.) вслед за своим учителем Сократом верил, что верховным божеством надлежит почитать Небо, поскольку оно дарует людям всяческие блага – дождь для растений, солнечное тепло для людей и животных и т. д. А главное, именно Небо всему научило человека, открыв ему тайны времени и математического счета. Если Платон и преувеличивал, то совсем немного.

Наблюдения за небесным сводом и его светилами открыли перед людьми невероятный мир и привели к необходимости его активного изучения, требующего знания множества наук, в первую очередь точных. Потребность изучать небосвод, небесные знамения и феномены возникла еще у первобытного человека, поклонявшегося светилам и удивительным атмосферным явлениям. Постепенно, в ходе длительного наблюдения за созвездиями и планетами, люди открыли для себя некоторые закономерности космоса. Почти все значимые открытия, оставившие след в истории науки, касались на первых порах счета времени.

Впервые представление о ходе времени человек получил благодаря солнцу. Положение дневного светила непостоянно, но меняется с течением суток. В результате происходит смена суток. Само слово «сутки» означает в переводе на современный русский язык означает «соединение». Оно имеет тот же корень, что и «стык», «стыковка», и подразумевает под собой соединение дня и ночи («День и ночь – сутки прочь»).

Дальнейшие наблюдения показали, что природные явления сменяют друг друга по кругу. После холодов приходит пора тепла, а затем вновь наступают холода. Этот круговорот способствовал возникновению представлений о «круглом годе». Наблюдательность первобытного человека, зависевшего в целом от природы, позволила ему верно отметить, что количество тепла в течение года меняется в строгой зависимости от положения солнца на небосводе. Оно или низкое и слабо греющее, или высокое и жаркое. Количество тепла напрямую связано и с продолжительностью светового дня.

Со временем люди научились различать солнечные противостояния и равноденствия. Это произошло также в доисторическую эпоху, о чем свидетельствуют кромлехи. Кромлехами называют мегалитические сооружения, т. е. культовые постройки, воздвигнутые первобытными людьми из огромных каменных блоков. Существует два типа мегалитов, помимо кромлехов, – менгиры и дольмены. Кромлехи имеют кольцевой вид, они представляют собой свободное пространство, ограниченное по окружности каменными столбами.

Многочисленные кромлехи обнаружены в нашей стране на Алтае. Наиболее знаменит во всем мире английский кольцевой мегалит Стоунхендж (Стонхэндж), выстроенный свыше 4 тыс. лет назад. В эту пору на Востоке процветали первые государства, в частности Древний Египет, где уже начали строить пирамиды. Однако в Европе еще сохранялся первобытнообщинный строй.

Стоунхендж велик, поперечник его окружности равняется 300 м. Каменные блоки массой порядка 40 т выставлены в виде архитрава, т. е. исполинские колонны имеют перекрытие сверху.

Кромлех являлся настоящей солнечной обсерваторией. Конечно, современные астрономы правы, когда утверждают, что истинное назначение постройки еще предстоит понять, ведь для проводившихся в Стоунхендже наблюдений достаточно и менее помпезного сооружения. Но не будем забывать, что древние люди не обладали «прагматизмом» современных астрономов, преимущественно материалистов. Для доисторического человека наблюдения за космосом были частью культа поклонения Небу. Видимо, по большей части кромлех имел культовое предназначение, а потому и отличается столь внушительными размерами.

Уделяя все большее внимание годичному движению солнца, человек заметил его смещение по эклиптике относительно зодиакальных созвездий. Это позволило поделить год на двенадцать месяцев. Протяженность каждого месяца в 30 дней была установлена не без помощи луны. Переменчивая луна также обращала на себя внимание доисторических людей сменой своих фаз. Полнолуние, новолуние, растущая и убывающая луна послужили отправной точкой для корректировки космического месяцеслова.

В результате у разных народов возникли лунный и солнечный календари, нередко объединявшиеся и взаимно дополнявшие друг друга. Ранние космические календари имели колоссальное практическое значение, т. к. оповещали о приближении нового месяца или нового времени года, позволяли человеку подготовиться к сельскохозяйственным работам, охоте, священным празднествам и т. д. Календарь ввел упорядоченность в жизнь людей и приблизил доисторическое общество к цивилизации.

Что касается календаря современного типа, то он зародился в античности. В основу его был положен древнеегипетский год, включавший в себя 360 дней. Преобразователями египетского календаря стали римляне. Диктатор Юлий Цезарь провел первую календарную реформу, ограничив продолжительность года 365 днями и каждый четвертый год объявив високосным (366 дней). Однако астрономы по ошибке назначили високосным каждый третий год. В дальнейшем император Октавиан Август повелел исправить ошибку и провел повторную реформу календаря. Имена властителей Рима были увековечены в знак их заслуг в названиях месяцев июль и август.