От Попова до наших дней

Хронология технических изобретений

Историю человечества можно представить как постепенное восхождение по лестнице идей, лестнице изобретений. Десятки тысяч лет назад некто чиркнул камнем о камень, впервые добыв огонь. Первый костер и телескоп, печатный станок и персональный компьютер - все это ступеньки великой лестницы изобретений. И одна из "верхних" ступенек - создание теории изобретений, т. е. способа "как изобретать". Но можно ли научиться изобретать? Ведь изобретение - это всегда неконтролируемая вспышка озарения! И.Л. Викентьев

1890 е годы

1895: Радиоприёмник : Александр Попов 1895: Радиосвязь: Маркони, Гульельмо 1896: Витаскоп (кинопроектор): en:Thomas Armat 1896: Паровая турбина: Charles Gordon Curtis 1896: Электрическая плита: William S. Hadaway 1897: Система зажигания в ДВС типа магнето: en:Robert Bosch и en:Frederick Richard Simms 1898: Радиоуправляемое судно: Никола Тесла 1899: Автомобильный стартёр: Clyde J. Coleman 1899: Магнитная запись на проволоку: Поульсен, Вальдемар 1899: Газовая турбина: Charles Gordon Curtis

1900 е годы

1900: Цеппелин (жёсткий дирижабль): Фердинанд фон Цеппелин 1900: Первая передача голоса по радио: Реджинальд Фессенден 1901: Ртутная лампа: Peter C. Hewitt 1901: Скрепка: Юхан Волер 1902: Первая трансатлантическая радиосвязь: Гульельмо Маркони 1902: Радиотелефон: Вальдемар Поульсен, Реджинальд Фессенден 1902: Кондиционирование воздуха: Уиллис Кэррьер 1903: Электрокардиограф: Виллем Эйнтховен 1903: Моноплан с двигателем: en:Richard Pearse 1903: Самолёт: управляемый аэроплан с двигателем: Братья Райт 1903: Теплоход (танкер Вандал): фирма «Товарищество братьев Нобель» 1904: Лампа с термокатодом: Джон Амброз Флеминг 1904: Электрический соединитель (разъём): en:Harvey Hubbell 1905: Диод: Джон Амброз Флеминг 1906: Триод: Ли де Форест 1907: Усилитель радиосигнала: Ли де Форест 1907: Пылесос: James Spangler 1907: Стиральная машина: Alva Fisher (Hurley Corporation) 1908: Гирокомпас: Герман Аншютц-Кемпфе 1909: Бакелит: Лео Бакеланд 1909: Оружейный глушитель: Хайрам Перси Максим

1910 е

1910: Тепловой реактивный двигатель: Henri Coandă 1910: Гидроплан: А. Фабр 1911: Гирокомпас: en: Elmer Ambrose Sperry, en: Herman Anschütz-Kaempfe 1911: Автомобильный стартёр (усовершенствованный): en:Charles F. Kettering 1911: Целлофан: en:Jacques Brandenburger 1911: Газотермическое напыление Шооп, Макс Ульрих 1912: Фотография; Рудольф Фишер 1912: Регенеративный радиоприёмник: en:Edwin H. Armstrong 1913: Усовершенствованная рентгеновская трубка: en:William D. Coolidge 1913: Счётчик Гейгера: Ганс Вильгельм Гейгер 1913: Радиоприёмник, cascade tuning: en:Ernst Alexanderson 1913: Гетеродинный радиоприёмник: Фессенден, Реджинальд Обри 1913: Нержавеющая сталь: en:Harry Brearley 1914: Триодная модификация радиопередатчика : en:Ernst Alexanderson 1914: Жидкостный реактивный двигатель: Роберт Годдард 1914: Танк: en:Ernest Dunlop Swinton 1915: Вольфрамовая нить накала: Ленгмюр, Ирвинг 1915: Противогаз: Н.Д. Зелинский 1915: Прожектор: en:Elmer A. Sperry 1915: en:Radio tube oscillator: Ли де Форест 1916: Пистолет системы Браунинг: Джон Браунинг 1916: Автомат Томпсона: Джон Томпсон 1916: Газовая лампа накаливания: Ирвинг Лангмир 1917: Гидролокатор: en:Paul Langevin 1918: Супергетеродин: en:Edwin H. Armstrong 1918: Синхронизатор стрельбы пулемёта через пропеллер: en:Anton Fokker 1918: Кварцевый генератор: A.M. Nicolson 1918: Тостер: en:Charles Strite 1919: Терменвокс: Л. С. Термен 1919: Первая лицензированная радиостанция (техника), en:KDKA AM, в Пенсильвании, США

1920 е

1922: Радар: Robert Watson-Watt, A. H. Taylor, L. C. Young, Gregory Breit, Merle Antony Tuve 1922: Photography : First mass production photo machine:Arthur C. Pillsbury 1923: Высокоинтенсивный источник света: Ernst Alexanderson 1923: Звуковое кино: Lee DeForest 1923: Телевидение Electronic: Philo Farnsworth 1923: Аэродинамическая труба: Max Munk 1923: Автожир: Juan de la Cierva 1923: Ксеноновая лампа-вспышка: Harold Edgerton 1925: Ультрацентрифуга: Theodor Svedberg — использование для определения молекулярной массы 1925: Телевидение: Иконоскоп: Зворыкин, Владимир 1925: Телевидение: Диск Нипкова: C. Francis Jenkins 1925: Телеобъектив: C. Francis Jenkins 1926: Электромеханическое телевидение: John Logie Baird 1927: Видеокамера: Arthur C. Pillsbury 1928: Электробритва: Jacob Schick 1929: Электроэнцефалограф (ЭЭГ): Ганс Бергер 1929: Рентгеновская видеокамера:Arthur C. Pillsbury

1930 е

1930: Вертолёт: Борис Юрьев 1930: Фотография: Underwater Motion Picture Camera: Arthur C. Pillsbury 1931: Радиотелескоп: Karl Jansky Grote Reber 1931: Электронный микроскоп: Макс Кнолл Эрнст Руска 1933: Частотная модуляция: Армстронг, Эдвин 1935: Микроволновой радар: Robert Watson-Watt 1935: Trampoline: George Nissen and Larry Griswold 1935: Спектрофотометр: Arthur C. Hardy 1936: Pinsetter (bowling): Gottfried Schmidt 1937: Реактивный двигатель: Frank Whittle Hans von Ohain 1938: Компьютер: одновременно[источник] Конрад Цузе (Германия) и Джон Атанасов (США) 1939: FM радио: Edwin H. Armstrong

1940 е

1942: Гранатомёт Базука: Leslie A. Skinner C. N. Hickman 19 43: Акваланг: Жак-Ив Кусто and Emile Gagnan 1943: Компьютер: Tommy Flowers [2] 1945: Атомная бомба (but note: chain reaction theory: 1933) 1946: Микроволновая печь: Percy Spencer 1947: Автомат Калашникова:Михаил Калашников 1947: Транзистор: William Shockley, Walter Brattain, John Bardeen 1947: Фотоаппарат «Полароид»: en:Edwin Land 1949: Атомные часы

1950 е

1953: термоядерная бомба: институты и отделы Академии Наук СССР Мазер: Charles Townes Ультразвуковое исследование 1954: радио на транзисторах (dated from the from Regency TR1) (USA) первая атомная электростанция (в Обнинске) Геодезический купол: Buckminster Fuller 1957: Искусственный спутник Земли Советский Союз 1957: Электроэнцефалографическая топография: Walter Grey Walter 1958: Интегральная микросхема: Jack Kilby of Texas Instruments, Robert Noyce at Fairchild Semiconductor 1959: Имплантируемый кардиостимулятор: Siemens-Elema c негоход: Joseph-Armand Bombardier Прототипы МЭМС (микроэлектромеханические системы)

1960-

1960s: Жидкокристаллический дисплей: 1960: лазер: Theodore Maiman, at Hughes Aircraft 1962: Спутники связи: Arthur C. Clarke 1962: Светодиод: Nick Holonyak 1963: Компьютерная мышь: Дуглас Энгельбарт 1969: ARPANET, предшественник сети Internet

е 1970 е

1971: Микропроцессор Микрокалькулятор 1972: Компьютерная томография: Godfrey Newbold Hounsfield 1973: Ethernet: Bob Metcalfe and David Boggs Радиочастотный идентификатор (RFID) Мобильный телефон: Мартин Купер 1974: Прямоточный воздушнореактивный двигатель сверхзвукового горения (scramjet), первый полёт в 2002 году Heimlich Maneuever: Henry Heimlich Первый тестовый спутник для GPS (Глобальная система позиционирования) 1975: Цифровая фотокамера: Steven Sasson 1977: Персональный компьютер (dated

from Commodore PET)

1979: Сотовый телефон 1970s: Крылатая ракета «Томагавк» (первая компьютеризированая крылатая ракета)

1980 е

1981: Сканирующий туннельный микроскоп: Герд Бинниг Генрих Рорер 1986: Оптический пинцет 1986: Атомно-силовой микроскоп 1986: Цифровой фотоаппарат 1988: 3D принтер 1989: Всемирная паутина: Тим Бернерс-Ли

1990 е

1990: Органические светодиоды (OLED) 1998: Портативный цифровой аудиопроигрыватель (MP3-плеер) 1998: Нанотранзистор: Сеез Деккер 1999: Стандарт IEEE 802.11 (WiFi) 1999: Bluetooth 1999: Нейроэлектронный интерфейс: транзистор и нейрон обмениваются сигналами :Институт Макса Планка,Германия

3 тысячелетие XXI век 2000-е

Прототипы роботов для домашнего хозяйства Sony, Honda Проектор видеоизображения на сетчатку глаза (NOMAD) Устройства непрерывного дистанционного мониторинга состояния пациентов Digital Angel

2001

Цифровое спутниковое радио Автономное искусственное сердце Гибкий дисплей Автомобиль, работающий на водороде en:Scramjet (новый тип реактивных двигателей) разработан в Квинслендском университете

2002

Проекционная клавиатура

2003

3D дисплей Интерфейс для мысленного управления объектами (без вживления электродов) Электромеханический наномотор: Алекс Зеттл Цифровые видеокамеры в мобильных телефонах.

2004

Нейро-компьютерный интерфейс — Институт Макса Планка Гибкие солнечные батареи Первый нейтронный микроскоп создан в NIST Атомные часы на чипе Дешевый наноманипулятор Martin Culpepper Полевой транзистор на углеродной нанотрубке Infineon

2005

Цифровой синтезатор запахов Япония Ноутбук на топливных ячейках Кремниевые микророботы с живыми мышцами Прототип полевого транзистора на одной молекуле Робот, создающий свои копии (репликатор) Электронная бумага Цифровой фотографический атлас земной поверхности Google Maps

2006

Настольный 3D-сканер Первая автономная мобильная наномашина Электронный нос Терагерцовый транзистор Самовосстанавливающиеся краски и покрытия Эмиссионный дисплей на углеродных нанотрубках

2007

Гибкие аккумуляторы света Преобразователь механической вибрации в электрическую энергию для наноустройств Компьютерные системы распознавания лиц, превосходящие возможности человека Интерфейс, считывающий направление взгляда человека Суперкомпьютер IBM Blue Gene/P производительностью свыше квадриллиона операций с плавающей точкой в секунду.(см. Blue_Gene) Портативный потребительский анализатор качества пищевых продуктов Беспроводная подзарядка аккумуляторов мобильных устройств Поляритонный лазер, работающий при комнатной температуре

За это время появилось огромное количество технических изобретений и нам не возможно описать каждое из них. Вот некоторые из них:

1895: Радиоприёмник : Александр Попов

1896: Паровая турбина: Charles Gordon Curtis

1912: Фотография: Рудольф Фишер

1925: Телевидение: Иконоскоп: Зворыкин Владимир

1930: Вертолёт: Борис Юрьев

1937: Реактивный двигатель: Frank Whittle

1947: Автомат Калашникова: Михаил Калашников

1963: Компьютерная мышь: Дуглас Энгельбарт

1968: Изобретение ноутбука

1979: Сотовый телефон

2006:Первая автономная мобильная наномашина

Радиоприемник А. Попова

Прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний - первый радиоприемник А.С. Попова 1895 г. Первый радиоприёмник имел очень простое устройство: батарея, электрический звонок, электромагнитное реле и когерер (от латинского слова cogerentia – сцепление). Этот прибор представляет собой стеклянную трубку с двумя электродами. В трубке помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электрических разрядов на металлические порошки. В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют плохой контакт друг с другом. Пришедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты. Между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые спекают опилки. В результате сопротивление когерера резко падает (в опытах А.С.

Попова со 100000 до 1000 - 500 Ом, то есть в 100-200 раз).

Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Чтобы обеспечить автоматичность приема, необходимо для осуществления беспроволочной связи, А.С.

Попов использовал звонковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала. Под действием радиоволн, принятых антенной, металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батареи. Срабатывало реле, включая звонок, а когерер получал “легкую встряску”, сцепление между металлическими опилками в когерере ослабевало, и к ним поступал следующий сигнал.

Передатчиком служил искровой разрядник, возбуждавший электромагнитные колебания в антенне, которую Попов впервые в мире использовал для беспроводной связи. Чтобы повысить чувствительность аппарата, А.С. Попов один из выводов когерера заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав первую приемную антенну для беспроволочной связи. Заземление превращает проводящую поверхность земли в часть открытого колебательного контура, что увеличивает дальность приема.

Паровая турбина. Charles Gordon Curtis

1826 год – первая паровая турбина Чарльза Гордона Кертиса.

Вид парового двигателя, в котором струя пара, действуя на лопатки ротора, вызывает его вращение. В настоящее время паровые турбины применяются вместе с котлами, работающими на органическом топливе или с ядерными реакторами на электростанциях и крупных судах и кораблях. Паровые турбины используются в качестве первичных двигателей промышленных когенерационных установок в течение многих лет. Пар, образующийся в паровом котле, расширяясь, под высоким давлением проходит через лопатки турбины.

Турбина вращается и производит механическую энергию, используемую генератором для производства электричества.

Фотография. Рудольф Фишер

1912 Рудольф Фишер открывает химикаты, которые выделяют красители в процессе проявления. Эти цветообразующие химикаты – цветные компоненты могут вводиться в эмульсию. При появлении пленки происходит восстановление красителей, и с их помощью создаются цветные изображения, которые могут потом совмещаться.

Телевидение. Иконоскоп. Зворыкин Владимир

Устройство для передачи изображения путём перевода видеообраза в набор радиоимпульсов, а затем восстановления по ним изображения на экране катодно-лучевой трубки. Патент был выдан лишь 20 декабря 1938 года. И это не знаменитая советская бюрократическая машина. Уроженец славного города Мурома подавал заявку в патентное ведомство США. Никак, видно, не могли американцы поверить, что какой-то русский изобрёл то, что мы сейчас называем телевидением. Однако это не мешает им считать телевидение американским изобретением.

Вертолёт. Борис Юрьев

Академик Б.Н.Юрьев заложил основы отечественной науки о вертолетах. Под его научным руководством в отделе особых конструкций ЦАГИ был построен вертолет ЦАГИ 1ЭА, на котором в 1932 году конструктором этого вертолета А.М.Черемухиным был установлен Мировой рекорд высоты полета – 605.

"ЦАГИ 1-ЭА" - провел первые, наземные испытания.

На вертолете были установлены два двигателя М-2 мощностью по 88,2 кВт (120 л. с.). Это первый в мире по-настоящему летавший вертолет. После этого аппарат был перевезен на один из подмосковных военных аэродромов. Уже в сентябре 1930 г. "ЦАГИ 1-ЭА" свободно маневрировал на высоте 10-15 метрах от земли, а поздней осенью высота его полета достигла 50 метров. Еще два года понадобилось на то, чтобы "научить" первый советский вертолет подниматься на высоту 605 м. Это был выдающийся для того времени успех.На тот момент это был абсолютный мировой рекорд.

Реактивный двигатель.

Frank Whittle

В 1930 году началась разработка реактивного двигателя в Германии и Англии (Frank Whittle).

Ни одна из сторон не знала об одинаковых разработках и поэтому после второй Мировой войны эти разработки были продолжены Frank Whittle. Реактивный двигатель, двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги путём преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела; в результате истечения рабочего тела из сопла двигателя образуется реактивная сила в виде реакции (отдачи) струи, перемещающая в пространстве двигатель и конструктивно связанный с ним аппарат в сторону, противоположную истечению струи. В кинетическую (скоростную) энергию реактивной струи в Р. д. могут преобразовываться различные виды энергии (химическая, ядерная, электрическая, солнечная). Р. д. (двигатель прямой реакции) сочетает в себе собственно двигатель с движителем, т. е. обеспечивает собственное движение без участия промежуточных механизмов.

Компьютерная мышь: Дуглас Энгельбарт

Первую мышь изобрёл Дуглас Энгельбарт в 1963 году. Изначальная конструкция датчика перемещения мыши, изобретённой Дугласом Энгельбартом в Стэнфордском исследовательском институте в 1963 году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении. Такая конструкция имела много недостатков и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом.

Сотовый телефон. Мартин Купер

Изобретатель сотового телефона, Мартин Купер, вошел в список «100 гениев современности». Он занял 67 позицию в списке. Сотовому телефону пошел всего-то 34-й год. И далеко не всегда он был таким же легким, красивым и удобным средством связи. Мобильный «первенец» весил целый килограмм и стоил бешеные по нынешним меркам деньги 3900 долларов. 3 апреля 1973 года глава подразделения мобильной связи Motorola Мартин Купер, прогуливаясь по центру Манхеттена, решил позвонить по сотовому телефону. Прохожие очень удивлялись и не понимали, что происходит: до появления коммерческой сотовой телефонии оставалось еще 10 лет.

6 марта 1983 года был выпущен первый в мире коммерческий портативный сотовый телефон. В этот день компания Motorola представила аппарат DynaTAC 8000X - результат 15 лет разработок, на которые было потрачено более $100 млн. Телефон весил 794 грамма и имел размеры 33 x 4,4 x 8,9 см. Заряда аккумуляторов первого мобильника со светодиодным дисплеем хватало на 8 часов работы в режиме ожидания или часа разговоров. Телефон был первым сертифицирован для коммерческого использования Федеральной комиссией по связи США. Уже в 1983 году в мире насчитывался 1 млн. абонентов, в 1990 году - 11 млн. Распространение сотовых технологий сделало этот сервис все более дешевым, качественным и доступным. В результате, по данным Международного Телекоммуникационного Союза International Telecommunication Union, в 1995 году в мире насчитывалось уже 90.7 млн. владельцев сотовых телефонов, за последующие шесть лет их число выросло более, чем в 10 раз до 956.4 млн. По состоянию на сентябрь 2003 года, в мире насчитывалось 1.29 млрд. пользователей «трубок». Предполагается, что к 2007 году их количество увеличится почти вдвое и превысит 2.15 млрд Всего за каких-то 30-40 лет сотовая связь претерпела невероятнейшие изменения: телефоны стали гораздо меньше (уже появились телефоны VK2000 длиной 6,7 см, а самый легкий телефон Xun Chi 138 весит 55 г), стоимость их уменьшилась в 10 тысяч раз, телефоны оснащены радио, фотоаппаратами, видеокамерами, (Computex 2006)!

MP3 -MPEG4 проигрывателями, интернет браузерами и даже TV тюнером .

Изобретение ноутбука

• • • •

Ноутбуком считают портативное микрокомпьютер, который сочетает в себе основные компоненты, такие как процессор, клавиатуру, экран, интегрированные в один модуль, питаемый от аккумуляторной батареи.

В 1970-м году Алан Кай (Alan Kay) из исследовательского центра Xerox Palo Alto выразил идею портативного компьютера под названием DynaBook.

В 1979 году Вильям Могридж (William Moggridge) сконструировал портативный компьютер, который историки считают первым настоящим портативным персональным компьютером. Могридж разработал компьютер для Grid System Corporation. Корпорация назвала его Grid Compass Computer 1109. Компьютер весил в пять раз меньше, чем компьютеры аналогичной производительности, используемые в НАСА, имел на борту 340 килобайт памяти, корпус из магниевого сплава и люминисцентный графический экран.

В 1980 году бывший издатель Адам Осборн открыл компьютерную фирму. В 1981 году компания Osborn Computer представила первый в мире портатиный персональный компьютер стоимостью 1795$ и весом 24 фунта. Компьютер Осборна обладал: Пятидюймовым экраном Модемным портом Двумя флоповодами 5,25’’ Большой коллекцией прилагаемого программного обеспечения В качестве опции предлагалась батарея, позволяющая работать автономно. Поэтому многие историки считают компьютер Осборна первым переносным персональным компьютером, прообразом современных ноутбуков.

Первая автономная мобильная наномашина.

Ученые из университета Райса сконструировали первую автономную мобильную наносистему в 2006 году- молекулярную машину, которая ездит по атомам золотой подложки с помощью световой энергии. Правда, у молекулярного автомобиля пока что нет заднего хода и рулевого управления.

Ученые прикрепили к ранее созданному молекулярному наноавтомобилю мотор-лопасти из молекулы р-карборана. Ранее эта же команда ученых создала наименьшую в мире движущуюся наномашину, которая ездит как настоящие легковые машины. До сих пор ученым не удавалось сделать что-то сложнее простого актуатора или сенсора.

Каркас или "рама" машины представляет собой большую молекулу-наносистему, состоящую из трехсот атомов. Она похожа на настоящий автомобиль только наличием четырех "колес" и способом передвижения. В качестве колес наносистеме служат фуллерены (молекулы С60), связанные химическими связями с "каркасом" машины. Ширина рамы наноавтомобиля - 4 нанометра - чуть больше, чем толщина ДНК. Помимо рамы, имеются аналоги осей, к которым и присоединены химическими связями колеса-фуллерены.

Ученые и раньше создавали структуры нанометрового масштаба, напоминающие внешне автомобили, однако лишь теперь молекулярная конструкция сначала действительно катилась (именно катилась, а не скользила) по поверхности так же, как катятся на колёсах автомобили.

"Лопастной нанодвигатель", правда, нереверсивен - он может вращаться только в одну сторону, поэтому машинка будет ехать только вперед. Наномашины настолько малы (как упоминалось выше, их размер составляет 3-4 нанометра), что 20000 устройств можно поместить на торце человеческого волоса.

Автомат Калашникова. Михаил Калашников.

В 1947 году на свет появилось восьмое чудо света - автомат конструкции Михаила Тимофеевича Калашникова. Имя этого выдающегося оружейника широко известно не только в нашей стране, но и за рубежом, поскольку практически во всех войнах и военных конфликтах второй половины двадцатого столетия принимал участие созданный им автомат с маркой АК. Эффективный и надежный, автомат Калашникова стал одним из символов нашей эпохи. В своем автомате Михаил Тимофеевич использовал уже воплощенные ранее во многих образцах принципы и схемы устройства механизмов автоматического стрелкового оружия. Он творчески подошел к проектированию многих деталей автомата, взяв за основу компоновочную схему и многие узлы, в том числе механизм запирания, из своего опытного самозарядного карабина, разработанного в 1944 году. Именно тогда родилось оригинальное решение узла запирания, ставшего впоследствии фирменной карточкой всего оружия семейства «Калашниковых»: запирание канала ствола производилось двумя боевыми выступами поворачивающегося вокруг своей продольной оси затвора.