Текст книги "Кто придумал велосипед, или Самые популярные изобретения из прошлых веков, которые актуальны и сегодня"

Инсулин

На странную и коварную болезнь, сопровождающуюся повышенным мочеиспусканием и, как следствие, постоянным обезвоживанием организма, повышенной жаждой, люди обратили внимание еще до нашей эры. Объяснения этому явлению давались самые различные и необыкновенные.

В 201 году греческий доктор Аратеус Каппадокийский заявил, что налицо «расплавление мышечной ткани и кости и выделение с мочой». Ему же принадлежит название болезни – «диа-байно», то есть «проходящее сквозь» – жидкость, стремительно проходящая через организм. Со временем установили связь этой болезни с повышенным содержанием сахара в организме. Но что с ней делать – никто не знал. Шли по простому пути: строгая и абсолютно безуглеводная диета. Жизнь заболевшего обычно ограничивалась максимум семью – восемью годами. После чего он умирал – от осложнений и от истощения, которое отчасти было вызвано этой, казалось бы, спасительной диетой.

В 1869 году в Берлине 22-летний студент-медик Пауль Лангерганс, изучая поджелудочную железу, обнаружил «маленькие клетки с блестящим содержимым, расположенные группами хаотично по всей поджелудочной железе». Их функция была неизвестна. В дальнейшем в честь ученого группы этих клеток были названы островками Лангерганса.

В 1889 году известный ученый Оскар Минковский (1858–1931) обнаружил, что у собак с удаленной поджелудочной железой развивается сахарный диабет. Оскар Минковский сделал выводы, что поджелудочная железа выполняет две функции: вырабатывает пищеварительные соки и вещество, которое выделяется сразу в кровь и регулирует уровень глюкозы. Дело оставалось за малым, выделить это вещество, и лекарство от сахарного диабета было бы найдено.

В 1901 году был сделан следующий важный шаг: Евгений Опи чётко показал, что «Сахарный диабет… обусловлен разрушением островков поджелудочной железы».

В следующие два десятилетия были предприняты несколько попыток выделить островковый секрет как потенциальное лекарство.

Однако практическое выделение инсулина принадлежит группе учёных Торонтского университета: Фредерику Бантингу, Чарльзу Бесту, Маклаоду. 11 января 1922 года, после множества успешных испытаний с собаками, страдающему диабетом 14-летнему Леонарду Томпсону была сделана первая в истории инъекция инсулина. За это революционное открытие Маклаод и Бантинг в 1923 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Патент на инсулин был продан Торонтскому университету за один доллар. Промышленное коммерческое производство инсулинов под торговой маркой Илетин было начато в 1923 году фармацевтической компанией Eli Lilly and Company.

Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови. Это единственная вещь во всей истории цивилизации, за изобретение которой было присвоено три Нобелевских премии, притом в разные годы. Заслуга по определению точной последовательности аминокислот, образующих молекулу инсулина (так называемая первичная структура) принадлежит британскому молекулярному биологу Фредерику Сенгеру. Инсулин стал первым белком, для которого была полностью определена первичная структура. За проделанную работу в 1958 году он был удостоен Нобелевской премии по химии. А спустя почти 40 лет Дороти Кроуфут-Ходжкин с помощью метода рентгеновской дифракции определила пространственное строение молекулы инсулина. Её работы также отмечены Нобелевской премией.

Калейдоскоп

Это оптический прибор-игрушка чаще всего в виде трубки, внутри которой сложенные под углом зеркальные стеклышки. При поворачивании трубки цветные элементы, находящиеся в освещённой полости за зеркалами, многократно отражаются и создают меняющиеся симметричные узоры.

Калейдоскоп был открыт в 1816 году шотландским физиком сэром Дэвидом Брюстером (1781–1868). Он был профессором физики и, наконец, ректором Эдинбургского университета. Является автором биографии Исаака Ньютона.

Брюстер был твердо уверен, что его изобретение станет хитом. «Трудно перечислить все профессии и направления, в которых можно применить калейдоскоп, – писал он. – Достаточно сказать, что он будет чрезвычайно полезен архитекторам, художникам-декораторам, штукатурам, ювелирам, резчикам, мебельщикам, переплетчикам, текстильщикам, изготовителям ковров, гончарам и любым другим ремесленникам, которые используют узоры». Насчет популярности калейдоскопа Брюстер не ошибся, но, как это часто бывает, не смог воспользоваться плодами своего изобретения. Он был талантливым ученым, но ничего не смыслил в производстве, поэтому обращался за советами к разным людям, и кто-то из них (так и не удалось доказать, кто именно) украл у него идею и запатентовал калейдоскоп первым. Брюстер был очень расстроен. Он писал жене, что если бы сумел получить патент, то заработал бы сотни тысяч фунтов – огромные по тем временам деньги. «Ты не представляешь, какой ажиотаж вокруг этого изобретения поднялся в Лондоне; все, что ты слышишь, можно умножать на десять! Ни одна книга, ни один прибор не имели такого успеха». Продавцы калейдоскопов дрались между собой. Калейдоскопам посвящали стихи. В Лондоне проходили публичные дебаты о том, кому на самом деле принадлежит авторство, в журналах печатались математические статьи о вероятности повторения того или иного узора. Одна газета с негодованием писала о мальчишках, которые, глядя в калейдоскоп на ходу, врезаются в стены и фонарные столбы, другая рассказывала о несчастных случаях на дорогах, произошедших по вине глядящих в калейдоскопы пешеходов. На улицах были установлены огромные трубы на подставках, в которые можно было заглянуть за пенни. Каждый модный салон и гостиная обзавелись собственным роскошным калейдоскопом в деревянном или кованом корпусе.

Дэвид Брюстер не получил от своего изобретения никаких барышей, зато ему досталась слава – несколько европейских королевских академий сделали его почетным членом, а король Вильгельм IV произвел в рыцари. К середине XIX века калейдоскопы покорили и Америку, где их производили тысячами. Калейдоскопы с их вечно изменяющимися узорами, слагаемыми невидимой силой, как нельзя более соответствовали эстетике эпохи романтизма. Известна история, как один богач заказал калейдоскоп, в котором вместо стекол узоры слагались из драгоценных камней. Стоил этот калейдоскоп баснословных денег. А потом, как это часто бывает, популярность схлынула, и к началу XX века калейдоскоп из модного увлечения превратился детскую игрушку, копеечную картонную трубочку со стекляшками внутри.

Калькулятор портативный механический

Вплоть до появления электронных вычислительных устройств в 1970 годы этот похожий на старую кофемолку прибор считался самым удобным карманным калькулятором. Изюминка устройства в том, что устройство было полностью механическим. Ни тебе электричества, ни батарей, только несколько сот крошечных деталей.

Разработал его австрийский инженер Курт Херцштарк (1902–1988) в 1938 году, а усовершенствован прибор в немецком концлагере.

Изобретатель этого аппарата – сын венского бизнесмена. Херцштарк-старший руководил предприятием по производству высокоточных механических устройств «Рехенмашиненверк», на котором Курт и сделал свои первые шаги в механике. В то время уже существовали карманные калькуляторы, но они могли только складывать и вычитать. Херцштарк же мечтал создать арифмометр, способный выполнять все четыре действия. Зимой 1938 года был построен первый полноценный образец, однако массовое производство не началось: помешала война. В 1943 году Курт Херцштарк был арестован по обвинению в «пособничестве евреям», а также «порочных связях с арийскими женщинами». После долгих мытарств по тюрьмам он оказался в концлагере в Бухенвальде. Узнав, кто попал к нему в руки, начальник лагеря был очень доволен. Изобретение Херцштарка показалось отличным подарком для фюрера. Курту выдали кульман и приказали сделать чертеж по памяти. Херцштарк трудился днями и ночами, восстановил конструкцию калькулятора, значительно усовершенствовав конструкцию. Но войне пришел конец, и фюрер подарка не увидел.

После освобождения Херцштарк оказался в княжестве Лихтенштейн. Там Херцштарк получил разрешение построить фабрику, и в 1947 году началось серийное производство устройства. Сначала калькулятор хотели назвать «Лилипут», но название не прижилось. На торговой ярмарке 1948 года в Базеле кто-то из участников обронил: «Эта машина – дочь господина Херцштарка. Если отца зовут Курт, то дочь нужно назвать Куртой».

Curta – самый компактный из всех механических карманных калькуляторов, которые когда-либо были придуманы. Аппарат весит всего 100 грамм. А вот работает он совсем по-взрослому. Первые Curta были 11-разрядными (Curta I), в 1954 году появилась 15-разрядная модель (Curta II). Ещё эта чудо-машина умела вычислять квадратные корни и позволяла умножать на девять всего двумя поворотами рукоятки.

До 1947 года основой всех механических калькуляторов служили ступенчатый барабан (по примеру Лейбница) или цевочное колесо (придуманное Однером). Курт Херцштарк предложил нечто новое – так называемый дополненный ступенчатый барабан. «Дополненный» барабан упрощает работу, поскольку позволяет выполнять разные арифметические действия по одному алгоритму. Например, вычитание превратить в сложение. Современные калькуляторы выполняют операции вычитания по таким же алгоритмам. Разница состоит лишь в том, что электронные устройства используют двоичную систему счисления. Последний такой калькулятор был выпущен в 1970 году, поскольку уже не мог конкурировать с появившимися электронными калькуляторами. На сегодня такие калькуляторы являются редкостью, за которой гоняются коллекционеры.

Карандаш

Инструменты для письма известны с древних времен. Еще в захоронении фараона Тутанхамона обнаружена медная заостренная трубочка, которую наполняли жидкостью темного цвета – чернилами. Они медленно стекали по волокнам стебля и на заостренном конце трубочки накапливались. В процессе письма при надавливании на папирусе оставалась четкая тонкая линия.

Римляне применяли стилус для письма на восковых табличках.

С XIII века художники использовали для рисования тонкую серебряную проволоку, которую припаивали к ручке или хранили в футляре. Это называлось «серебряный карандаш». Этот инструмент требовал высокого уровня мастерства, так как стереть написанное им было невозможно. Причем со временем серые штрихи, нанесенные серебряным карандашом, становились коричневыми.

История собственно карандаша начинается с XIV века, когда появился «итальянский карандаш». Это был стержень из глинистого черного сланца. Потом карандаши стали изготавливать из порошка жженой кости, скрепленного растительным клеем, он рисовал насыщенную линию. Эти карандаши и сейчас применяют художники.

Слово «карандаш» не исконно русское, а произошло от тюркского karadas – «черный камень» или турецкого karatas – «черный сланец».

Графитные карандаши известны с XVI века. Английские пастухи из графства Камберленд открыли в земле темную массу, которую использовали, чтобы метить овец. Первоначально из-за цвета, схожего с цветом свинца, месторождение приняли за залежи свинца, который тогда применяли для отливки пуль. Однако оказалось, что это не свинец, и тогда из минерала стали делать тонкие заостренные на конце палочки для рисования. Эти палочки были мягкими, пачкали руки и подходили для рисования, но писать ими было неудобно.

В XVII веке графит продавали на улицах и покупали его в основном художники, зажимали эти графитовые палочки между кусочками дерева или веточками, обворачивали их в бумагу или обвязывали их бечевкой и так рисовали.

«Парижский карандаш» («соус») изготавливался из смеси белой глины и черной сажи. Им до сих пор рисуют художники-графики. И во Франции же в XV веке была изобретена пастель, когда к мелу стали добавлять разные пигменты и жиры.

Первый документ, в котором упоминается деревянный карандаш, датирован 1683 годом. В Германии производство графитных карандашей началось в Нюрнберге. Немцы начали смешивать графитный порошок с серой и клеем, получая, таким образом, стержень не самого высокого качества, но достаточно дешевый. Производители мухлевали, например, в деревянный корпус карандаша вначале и на конце вставляли кусочки чистого графита, а в середину ставили низкокачественный искусственный стержень. Иногда внутренность карандаша и вовсе была пустой. В итоге эти карандаши имели плохую репутацию.

Современный карандаш изобрел в 1794 году французский ученый и изобретатель Николя Жак Конте. В конце XVIII века английский парламент ввел запрет на вывоз графита из Камберленда, причем наказание было вплоть до смертной казни. Конечно, контрабандистов это не останавливало, но цены на графит на материке взлетели очень сильно.

По заданию революционного французского конвента Конте разработал рецептуру смешивания графита с глиной и производства высококачественных стержней. Эти карандаши были прочными, графит не крошился, а изменение пропорции смеси давало возможность делать стержни различной твердости, от самых мягких до очень твердых.

В конце XVIII века чешский фабрикант Й. Гартмут, выпускавший лабораторную посуду, соединил глину и графит, положив начало карандашному производству «KOH-I-NOOR».

В современных грифелях используются полимеры, которые позволяют добиваться нужного сочетания прочности и эластичности, дают возможность изготавливать очень тонкие грифели для механических карандашей.

Привычную теперь шестигранную форму корпуса карандаша предложил в конце XIX века граф Лотар фон Фаберкастл, заметив, что карандаши круглого сечения часто скатываются с наклонных поверхностей для письма.

В России Михаил Ломоносов силами жителей одной деревни Архангельской губернии развернул производство карандаша в деревянной оболочке.

2/3 материала, составляющего обычный карандаш, уходит в отходы при его заточке. Это натолкнуло американца Алонсо Таунсенда Кросса на создание в 1869 году металлического карандаша. Графитный стержень размещался в металлической трубке и мог по необходимости выдвигаться на соответствующую длину.

Владелец магазина металлической галантереи Токудзи Хаякава в 1910 годах изобрел вечно острый карандаш. Он придумал оригинальный механизм, позволявший все время поддерживать карандашное острие в рабочем состоянии, и поместил его в металлический футляр. Грифель выдвигался наружу благодаря вращению футляра. «Механический карандаш Хаякавы» – под таким названием он запатентовал изобретение.

В 1915 году Хаякава выпустил свои карандаши в продажу. Расходились они плохо: металлический футляр холодил пальцы и плохо смотрелся с кимоно. Хаякава упорно продолжал работать на склад, пока не дождался крупного заказа от одной торговой фирмы из портового города Иокогама. Оказалось, что в Европе и США «карандаш Хаякавы» завоевал популярность. Крупные японские торговцы быстро оценили экспортный потенциал нового товара и принялись скупать карандаши прямо на фабрике. Она была загружена до предела, а торговцы требовали все больше и больше. Тогда для производства карандашей Хаякава создал еще одну фирму, а сам продолжал работать над их конструкцией. В 1916 году он разработал головку для грифеля, и механический карандаш принял тот облик, который сохраняет и по сей день. Изделие получило новое имя «вечно острый карандаш» – Ever-Ready-Sharp Pencil. Так началась карьера основателя «Sharp Corporation», одной из ведущих электронных компаний.

Кардиостимулятор имплантируемый

Впервые способность импульсов электрического тока вызвать сокращения мышцы заметил итальянец Гальвани. Позднее российские физиологи В. Ю. Чаговец и Н. Е. Введенский изучили особенности воздействия электрического импульса на сердце и предположили возможность использования их для лечения некоторых заболеваний сердца. В 1927 году Альберт Хаймен (A. Hyman) создал первый в мире наружный электрокардиостимулятор и применил его в клинике для лечения больного, страдающего редким пульсом и потерями сознания. Это сочетание известно как синдром Морганьи – Адамса – Стокса (МЭС).

В 1951 году американские кардиохирурги Каллаган и Бигелоу использовали кардиостимулятор для лечения больной после операции, так как у неё развилась полная поперечная блокада сердца с редким ритмом и приступами МЭС. Однако у данного прибора имелся большой недостаток – он находился вне тела пациента, и импульсы к сердцу проводились по проводам через кожу.

В 1958 году шведские ученые (в частности, Руне Элмквист) создали имплантируемый, то есть полностью находящийся под кожей, кардиостимулятор (Siemens-Elema). Первые стимуляторы были недолговечными: их срок службы составлял от 12 до 24 месяцев.

В СССР история кардиостимуляции ведет отсчет с 1960 года, когда академик А. Н. Бакулев обратился к ведущим конструкторам страны с предложением о разработке медицинских аппаратов. И тогда в конструкторском бюро точного машиностроения (КБТМ) – ведущем предприятии оборонной отрасли, возглавляемом А. Э. Нудельманом – начались первые разработки имплантируемых ЭКС (А А. Рихтер, В. Е. Бельгов). В декабре 1961 года первый российский стимулятор, ЭКС-2 («Москит»), был имплантирован академиком А. Н. Бакулевым больной с полной атрио-вентрикулярной блокадой. ЭКС-2 был на вооружении врачей более 15 лет, спас жизнь тысячам больных и зарекомендовал себя как один из наиболее надежных и миниатюрных стимуляторов того периода в мире.

Кинематограф

Прообразом кино был так называемый «волшебный фонарь». Его изобретение относится к 1685 году. Он представлял собой ящик с увеличительной трубой и светильником внутри. Сзади этого светильника стоял отражатель, между трубой и ящиком была щель, где ставился нарисованный кадр. Сначала этим чудом любовались знатные люди, но постепенно он распространился повсеместно.

Прошло 200 лет. В конце 1832 года Жозеф Плато, продолжая опыты по рассматриванию рисунков через вертящийся диск с отверстиями, создал фенакистископ. Казалось, что нарисованные фигуры двигаются сами по себе.

В 1876 году французский профессор Этьен Маре изобрел фоторужье. В него заправлялась лента, подаваемая с помощью лентопротяжного механизма, который работал на бумаге. А в 1877 году русский ученый Болдырев изобрел целлулоидную пленку. Модернизировав свое изобретение, Маре получил фоторужье, которое могло использовать пленку.

В 1876 году в Париже изобретатель Эмиль Рено представил публике оптический театр. Это был большой «волшебный фонарь». Через фонарь шла пленка, и получался театр кадров, показываемых последовательно на большом экране: 80, 90 или 100 картинок в зависимости от сюжета. Специально приглашенный актер рассказывал о действии. В пору расцвета таких театров было в Париже около 12.

Ближе всего подошли к созданию кинематографа Томас Эдисон, братья Люмьер и Иосиф Тимченко.

В 1893 году инженер Иосиф Тимченко, работавший заместителем главного инженера Балтийского завода, изобрел проектор для просмотра фильма и камеру, снимающую на перфорированную пленку. Он попробовал снять несколько сюжетов про свою семью и детей и продемонстрировал их научному сообществу. Его заслуги оценили, но денег на дальнейшее развитие не выделили.

В 1894 году Томас Эдисон передал свои разработки кинематографа Генриху Уилкесу. Под руководством Эдисона Уилкес сконструировал аппарат «кинетоскоп». В нем движущиеся картинки мог наблюдать только один человек. Таких аппаратов было выпущено порядка сотни.

А признанными изобретателями кинематографа стали французы, братья Луи и Огюст Люмьеры. Аппаратура Люмьеров оказалась очень удобной, с ее помощью можно было легко снимать и демонстрировать фильмы на большом экране. Свое изобретение они назвали «синематограф».

Первая публичная демонстрация была дана в Париже еще в марте 1895 года, но днем рождения кино считается 28 декабря 1895 года, когда состоялся первый коммерческий киносеанс в подвале «Гран Кафе» на бульваре Капуцинов.

В своих сеансах Люмьеры демонстрировали несколько коротких, по 50 секунд, роликов, первым из которых был «Выход рабочих с фабрики». Самым популярным стал ролик «Прибытие поезда».

Братья Люмьер считали, что главная функция их изобретения – запись и сохранение кинохроники для потомков. Про художественное кино они не думали.

Вскоре кинематографом заинтересовался директор одного из парижских театров Жорж Мельес. Он первым стал снимать фильмы по сценариям, использовать многие специфические для кино трюки и спецэффекты и стал одним из основоположников кино как самостоятельного вида искусства. Наиболее известен фильм Мельеса «Путешествие на Луну» (1902 год).

В 1908 году во Франции появилось понятие «фильм д’ар» – «художественный фильм».

В начале века типичная продолжительность фильма составляла 15 минут, к 1910 году появляются часовые фильмы, а в 1915 году американец Гриффит снимает фильм «Рождение нации» про гражданскую войну в США продолжительностью 3 часа.

Фильмы оставались немыми до 1927 года. В начале 1920 годов появляется первая система, способная записывать и воспроизводить звуковое кино, однако внедряется она медленно, продюсеры боятся удорожания производства. Американская фирма «Уорнер Бразерс» в 1927 году выпускает первый фильм, в котором персонаж на экране разговаривает, – «Певец джаза».

Технические возможности создания цветного кино появились еще в 1930 годы, а в 1939 году в США был снят один из первых цветных фильмов, завоевавший огромную популярность, – «Унесенные ветром», но устойчивый перевес цветных фильмов проявился не ранее 1960 годов.