Текст книги "Замечательные изобретения известных людей авторство которых забыто"

Виннер Норберт
(1894–1964)

Родился 26 ноября 1894 года в городе Колумбия, штат Миссури, США, в семье польского еврея Лео Винера (уроженца Белостока, входившего в состав Российской империи) и немецкой еврейки Берты Каан.

Читать он научился с четырех лет, а в шесть уже читал Чарлза Дарвина и Данте. В девять лет он поступил в среднюю школу, в которой начинали учиться дети 15–16 лет, закончив предварительно восьмилетку. Такая разница в возрасте отдалила его от других учеников. Среднюю школу он окончил в 11 лет и сразу же поступил в высшее учебное заведение Тафтс-колледж, а после его окончания в возрасте 14 лет получил степень бакалавра искусств. Затем учился в Гарвардском и Корнельском университетах, в 17 лет в Гарварде стал магистром искусств, в 18 – доктором философии по специальности «математическая логика».

Гарвардский университет выделил Винеру стипендию для учебы в Кембриджском (Англия) и Геттингенском (Германия) университетах. В Кембридже Винер слушал лекции английского философа, логика, математика и общественного деятеля Бертрана Рассела, участвовал в его семинаре, посещал лекции математика Годфри Харолда Харди. После курса Б. Рассела Винер убедился в том, что нельзя заниматься философией математики, не зная глубоко эту науку.

Весной 1914 года Винер переехал в Геттинген, где в университете учился у Эдмунда Ландау и Давида Гильберта.

Когда началась Первая мировая война, Норберт Винер вернулся в США. В Колумбийском университете он начал заниматься топологией, потом преподавал математику в Гарвардском университете. На следующий учебный год перебрался в университет штата Мэн, потом поменял еще несколько мест работы.

В 1919 году Винер поступил на должность ассистента кафедры математики Массачусетского технологического института (МТИ), где работал до конца дней.

Осенью 1920 года во Франции Норберт Винер встретился с французским математиком Морисом Рене Фреше и после бесед с ним заинтересовался обобщением векторных пространств. Фреше не сразу оценил результат, полученный молодым ученым, но через несколько месяцев, прочитав в польском математическом журнале публикацию польского математика Стефана Банаха на ту же тему, изменил мнение.

Некоторое время такие пространства назывались пространствами Банаха-Винера.

В 1920–1925 годах он решал физические и технические задачи с помощью абстрактной математики и находил новые закономерности в теории броуновского движения, теории потенциала, гармоническом анализе.

Норберт Винер был убежден, что умственный труд «изнашивает человека до предела», поэтому должен чередоваться с физическим отдыхом. Он всегда пользовался всякой возможностью совершать прогулки, плавал, играл в различные игры, с удовольствием общался с не математиками.

Особо значимой оказалась совместная деятельность Винера с приехавшим из Германии в Гарвардский университет Э. Хопфом, в результате чего в науку вошло «уравнение Винера-Хопфа», описывающее радиационные равновесия звезд, а также относящееся к другим задачам, в которых ведется речь о двух различных режимах, отделенных границей.

С 1932 года Норберт Винер – профессор МТИ. В Гарварде он познакомился с физиологом А. Розенблютом и стал посещать его методологический семинар, объединявший представителей различных наук. Этот семинар сыграл важную роль в формировании у Винера идей кибернетики.

Во время Второй мировой войны Винер исследовал задачу движения самолета при зенитном обстреле. Обдумывание и экспериментирование убедили его в том, что система управления огнем зенитной артиллерии должна быть системой с обратной связью, что обратная связь играет существенную роль и в человеческом организме.

Существовавшие в ту пору вычислительные машины считали достаточно медленно. Это заставило Винера сформулировать ряд требований к таким машинам. По сути дела, им были предсказаны пути, которыми в дальнейшем развивалась электронно-вычислительная техника. Вычислительные устройства, по его мнению, «должны состоять из электронных ламп, а не из зубчатых передач или электромеханических реле. Это необходимо, чтобы обеспечить достаточное быстрое действие».

Следующее требование состояло в том, что в вычислительных устройствах «должна использоваться более экономичная двоичная, а не десятичная система счисления». Машина, полагал Норберт Винер, должна сама корректировать свои действия, в ней необходимо выработать способность к самообучению. Для этого ее нужно снабдить блоком памяти, где откладывались бы управляющие сигналы, а также те сведения, которые машина получит в процессе работы.

Таким образом, он сформулировал основные положения новой науки – кибернетики, предметом изучения которой стали управление, связь и обработка информации в технике, живых организмах и человеческом обществе.

В 1943 году вышла статья Винера, Розенблюта и Байглоу «Поведение, целенаправленность и телеология», представляющая собой набросок кибернетического метода.

Летом 1946 года Винер решил написать книгу и рассказать в ней об общности законов, действующих в области автоматического регулирования, организации производства и в нервной системе человека. Для этого он уехал в Мексику и около года работал над ней.

Сразу же возникла трудность с заглавием, уж слишком необычно было содержание. Требовалось найти слово, связанное с управлением, регулированием. Пришло на ум греческое, похожее на «рулевой», что по-английски звучит как «кибернетика». Так Винер его и оставил.

Книга «Кибернетика» вышла в 1948 году в нью-йоркском издательстве «Джон Уили энд Санз» и парижском «Херманн эт Ци». «Появление книги, – писал впоследствии автор, – в мгновение ока превратило меня из ученого-труженика, пользующегося определенным авторитетом в своей специальной области, в нечто вроде фигуры общественного значения. Это было приятно, но имело и свои отрицательные стороны».

Кибернетика сразу же приобрела огромную популярность. Она стала модой. Даже некоторые художники, чтобы не отстать от жизни, организовали нечто вроде «кибернетического» направления в искусстве. Особенно много постарались писатели-фантасты.

Основоположником современной теории управления сам Винер считал английского физика, создателя классической электродинамики Джеймса Клерка Максвелла. Теория автоматического регулирования была в основном сформулирована Дж. Максвеллом, Иваном Алексеевичем Вышнеградским, математиком Алексеем Андреевичем Ляпуновым и теплотехником Аурелием Стодолой. А Норберт Винер впервые понял принципиальное значение информации в процессах управления.

В 1950 году вышла следующая книга – «Человеческое использование человеческих существ», в 1958 году – «Нелинейные задачи в теории случайных процессов», в 1961 году – второе издание «Кибернетики», в 1963 году – кибернетическое сочинение «Акционерное общество Бог и Голем».

28 июня 1960 года приглашенный на 1-й Международный конгресс ИФАК – Международной федерации по автоматическому управлению Норберт Винер прочитал в Большой аудитории Политехнического музея в Москве лекцию «Волны головного мозга и самоорганизующиеся системы».

В последние годы Норберт Винер занимался отдельными вопросами в биологии, нейрологии, электроэнцефалографии и генетике.

да Винчи Леонардо
(1452–1519)

Родился 15 апреля 1452 года в селении Анкиано близ небольшого городка Винчи, недалеко от Флоренции. Леонардо был незаконным сыном нотариуса Пьеро да Винчи и крестьянки Катарины. Леонардо не имел фамилии в современном смысле; «да Винчи» означает просто «(родом) из городка Винчи». Полное его имя – Leonardo di ser Piero da Vinci, то есть «Леонардо, сын господина Пьеро из Винчи».

Когда Леонардо подрос, отец попытался приобщить Леонардо к семейной профессии, но сына не интересовала юриспруденция.

В 1466 году Леонардо да Винчи поступил в мастерскую Верроккьо во Флоренции подмастерьем художника. Там он заодно обучался гуманитарным наукам и приобрел некоторые технические навыки. Он изучал черчение, химию, металлургию, работу с металлом, гипсом и кожей. Помимо этого занимался рисованием, скульптурой и моделированием. В мастерской, кроме Леонардо, обучались Перуджино, Лоренцо ди Креди, Аньоло ди Поло, работал Боттичелли, часто бывали известные мастера.

В 1473 году в возрасте 20 лет Леонардо да Винчи получил квалификацию мастера в Гильдии Святого Луки. В 1472–1477 годах он работал над картинами «Крещение Христа», «Благовещение», «Мадонна с вазой». Во второй половине 1470-х годов была Создана «Мадонна с цветком» («Мадонна Бенуа»).

В 1481 году да Винчи выполнил первый в своей жизни большой заказ – алтарный образ «Поклонение волхвов» (не завершён) для монастыря Сан Донато а Систо, находящегося неподалёку от Флоренции. В том же году была начата работа над картиной «Святой Иероним»

В 1482 году Леонардо создал серебряную лиру в форме конской головы. Лоренцо Медичи послал его в Милан в качестве миротворца к Лодовико Моро, а лиру отправил с ним как подарок. Тогда же была начата работа над конным памятником Франческо Сфорца.

Среди наиболее известных его картин можно назвать «Дама с горностаем» (1490), Витрувианский человек (1490), «Мадонна Литта» (1490–1491), фреска «Тайная вечеря» в монастыре Санта-Мария делле Грацие в Милане (1495–1498), «Мона Лиза» (1503).

В числе увлечений Леонардо были даже кулинария и искусство сервировки. В Милане на протяжении тринадцати лет он был распорядителем придворных пиров. Он изобрёл несколько кулинарных приспособлений, облегчающих труд поваров. Оригинальное блюдо «от Леонардо» – тонко нарезанное тушёное мясо, с уложенными сверху овощами, – пользовалось большой популярностью на придворных пирах.

В 1513–1516 годах Леонардо жил в Бельведере и работал над картиной «Иоанн Креститель». Король Франции Франциск I поручил ему сконструировать механического льва, способного ходить, из груди которого появлялся бы букет лилий.

В 1516 году Леонардо принял приглашение французского короля и поселился в его замке Кло-Люсе неподалёку от королевского замка Амбуаз. В официальном звании первого королевского художника, инженера и архитектора Леонардо получал годовую ренту в тысячу экю. Во Франции Леонардо почти не рисовал, он занимался организацией придворных празднеств, планированием нового дворца в Роморантене при задуманном изменении речного русла, проектом канала между Луарой и Соной, главной двухзаходной спиральной лестницей в замке Шамбор.

За два года до смерти у мастера онемела правая рука, и он с трудом передвигался без посторонней помощи. Третий год жизни в Амбуазе Леонардо провёл в постели. 23 апреля 1519 года он оставил завещание, а 2 мая, на 68-м году жизни, скончался в окружении учеников и своих шедевров в замке Кло-Люсе.

Сам да Винчи в разные периоды своей жизни считал себя в первую очередь инженером или учёным. Он первым объяснил, почему небо синее. В книге «О живописи» он писал: «Синева неба происходит благодаря толще освещённых частиц воздуха, которая расположена между Землёй и находящейся наверху чернотой».

Леонардо виртуозно играл на лире. Когда в суде Милана рассматривалось дело Леонардо, он фигурировал там именно как музыкант, а не как художник или изобретатель.

Единственное его изобретение, получившее признание при его жизни, – колесцовый замок для пистолета (заводившийся ключом). В начале колесцовый пистолет был мало распространён, но уже к середине XVI века приобрёл популярность у дворян, особенно у кавалерии. Колесцовый замок для пистолета, изобретённый Леонардо да Винчи, был настолько совершенен, что продолжал встречаться и в XIX веке.

Леонардо да Винчи интересовали проблемы полёта. В Милане он делал много рисунков и изучал летательный механизм птиц разных пород и летучих мышей. Кроме наблюдений, он проводил и опыты, но они все были неудачными. Леонардо очень хотел построить летательный аппарат. Сначала он разрабатывал проблему полёта при помощи крыльев, приводимых в движение мышечной силой человека. Но затем решил, что более совершенным будет аппарат, к которому человек не должен быть прикреплён, а должен сохранять полную свободу, чтобы управлять им; приводить же себя в движение аппарат должен своей собственной силой.

Леонардо да Винчи работал над аппаратом вертикального взлёта и посадки. Он предложил первую схему зрительной трубы (телескопа) с двумя линзами (известная сейчас как зрительная труба системы Кеплера).

В течение жизни Леонардо да Винчи сделал тысячи заметок и рисунков, посвящённых анатомии, однако он не публиковал свои работы. Делая вскрытие тел людей и животных, он точно передавал строение скелета и внутренних органов, включая мелкие детали.

Да Винчи приписывают много изобретений, многие из которых так и остались в проекте. Свои чертежи он шифровал, и они были опубликованы лишь в XIX веке. Источником современных знаний об изобретениях Леонардо да Винчи служит Атлантический кодекс (хранится в Амброзианской библиотеке). Да Винчи приписывают:

– танк – колесница с пушкой, прикрытая листами брони. Колесница приводилась в движение

людьми. По форме «танк» напоминал черепаху, а количество орудий в нём могло достигать 36;

– водолазный костюм или скафандр из натуральной кожи с тростниковыми трубками для дыхания;

– вертолёт или автожир с винтом из накрахмаленного льна, приводимый в движение вручную;

– парашют в виде тканевого купола высотой 7 метров;

– дельтаплан или орнитоптер из подвижных крыльев, приводимых в движение педалями;

– робот-рыцарь;

– автомобиль или самоходная тележка на трех колесах с пружинным механизмом;

– пулемёт в виде многоствольного орудия из трех рядов мушкетов;

– велосипед с двумя деревянными колесами и педалями;

– прожектор из свечи с увеличительными линзами;

– колесцовый замок для пистолета;

– спасательный круг.

Также Леонардо да Винчи разрабатывал изобретенную ещё в Античности баллисту и серпоносную колесницу.

Вольта Алессандро
(1745–1827)

Он был четвёртым ребёнком в семье падре Филиппо Вольты и его тайной супруги Маддалены, дочери графа Джузеппе Инзаге. В 1752 году, потеряв отца, он оказался в доме дяди Александра, соборного каноника. И тот занялся воспитанием и образованием племянника: латынь, история, арифметика, правила поведения и т. д.

В ноябре 1757 года Алессандро поступил в класс философии коллегии ордена иезуитов в городе Комо. Но уже в 1761 году дядя, поняв, что мальчику предлагают стать монахом в ордене, забирает его из коллегии.

Узнав о работах Бенджамина Франклина, Вольта в 1768 году, поразив жителей Комо, установил первый в городе громоотвод, колокольчики которого звенели в грозовую погоду. После этого он написал диссертацию об электрических опытах с лейденскими банками.

Из важных открытий в химической сфере Вольта примечателен тем, что в 1776 году обнаружил и исследовал горючий газ – метан.

В 1775 году Алессандро изобрел электрофор (электрическую индукционную машину), способный вырабатывать разряды статического электричества. В основе работы прибора лежало явление электризации с помощью индукции. Он состоит из двух металлических дисков, один из которых покрыт смолой. В процессе его натирания происходит заряд отрицательным электричеством. При поднесении к нему другого диска последний заряжается, однако, если отвести несвязанный ток в землю, предмет получит положительный заряд. С помощью многократного повторения этого цикла можно существенно увеличивать заряд. Автор утверждал, что его прибор не теряет эффективности даже через трое суток после зарядки.

Во время одной из лодочных прогулок по озеру Вольта сумел убедиться, что находящийся на дне газ хорошо горит. Это позволило ему сконструировать газовую горелку и выдвинуть предположение о возможности строительства линии проводной сигнальной электропередачи. В 1776 году ученому удалось создать электро-газовый пистолет («пистолет Вольта»), действие которого основано на взрыве метана от электрической искры.

В 1774–1779 годах он преподавал физику в гимназии в Комо, в 1779 году стал профессором университета в Павии. С 1815 года – директор философского факультета в Падуе.

В 1794 году получил высшую награду Лондонского королевского общества – медаль Копли. Посредством своих физиологических опытов Вольта наблюдал у животных большую электрическую возбудимость нервов сравнительно с мышцами, а также обнаружил электрическую раздражимость органов зрения и вкуса у человека (1792–1795).

В 1792–1794 годах, экспериментируя с «животным электричеством», открытым Луиджи Гальвани, Вольта пришёл к выводу, что эти явления связаны с наличием замкнутой цепи из двух разнородных металлов и жидкости. Он впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб», 1800 год). Этот первый гальванический элемент стал прародителем современных батарей. Вольта также известен изобретением ряда других электрических приборов (уже упоминавшийся электрофор, электрометр, конденсатор, электроскоп). Именно он доказал контактную разность потенциалов между разными металлами.

Научная деятельность Вольты завоевала высокую оценку Наполеона, пригласившего его в Институт Франции представить своё изобретение. В 1801 году он получил от Наполеона титул графа и сенатора.

Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения – вольт.

Г

Галилей Галилео
(1564–1642)

Родился в 1564 году в итальянском городе Пиза, в семье родовитого, но обедневшего дворянина Винченцо Галилея, видного теоретика музыки и лютниста. Полное имя будущего ученого было: Галилео ди Винченцо Бонайути де Галилей.

Начальное образование Галилей получил в расположенном неподалёку монастыре Валломброза, где он был принят послушником в монашеский орден. Мальчик очень любил учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он обдумывал возможность стать священником, но отец был против.

В 1581 году 17-летний Галилей по настоянию отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. В университете он также посещал лекции по геометрии (ранее он с математикой был совершенно незнаком) и настолько увлёкся этой наукой, что отец стал опасаться, как бы это не помешало изучению медицины.

Галилей пробыл студентом неполных три года, но, когда финансовые дела семьи пошли неважно, отец не смог платить за обучение сына. Просьба освободить его от платы (такое исключение делалось для самых способных студентов) была отклонена. Галилей вернулся во Флоренцию в 1585 году, так и не получив учёной степени. Но к тому времени он уже изобрел несколько вещей, например гидростатические весы, и благодаря этому познакомился с образованным и богатым любителем науки маркизом Гвидобальдо дель Монте. Восхищённый необыкновенным талантом юноши, маркиз стал его другом и покровителем; он представил Галилея тосканскому герцогу Фердинанду I Медичи и ходатайствовал об оплачиваемой научной должности для него.

В 1589 году Галилей вернулся в Пизанский университет, теперь уже профессором математики. Там он начал проводить самостоятельные исследования по механике и математике. Правда, жалованье ему назначили минимальное: 60 скудо в год (профессор медицины получал 2000 скудо).

В 1591 году умер его отец, и ответственность за семью перешла к Галилео. В первую очередь он должен был позаботиться о воспитании младшего брата и о приданом двух незамужних сестёр.

В 1592 году Галилей получил место в престижном и богатом Падуанском университете, где преподавал астрономию, механику и математику.

В 1610 году общеевропейская слава и нужда в деньгах толкнули Галилея на губительный, как позже оказалось, шаг, он покинул спокойную Венецию, где он был недоступен для инквизиции, и перебрался во Флоренцию. Герцог Козимо II Медичи обещал

Галилею почётное и доходное место советника при тосканском дворе. Обещание он сдержал, что позволило Галилею решить проблему огромных долгов, накопившихся после выдачи замуж двух его сестёр.

При дворе герцога Козимо II он обучал сыновей герцога и участвовал в некоторых делах как советник и представитель герцога. Формально он также зачислен профессором Пизанского университета, но освобождён от обязанности чтения лекций.

Однако Галилей поддержал гелиоцентрическую систему мироздания Коперника и даже написал об этом книгу, что было запрещено папским указом от 1616 года. В итоге это привело к процессу инквизиции и знаменитому отречению Галилея в 1633 году. Остаток жизни Галилей провел фактически под домашним арестом и надзором инквизиции.

Галилео Галилей оказал значительное влияние на науку своего времени. Он одним из первых использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Он – основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами ученый убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.

Свой телескоп он сконструировал в 1609 году. С его помощью он открыл горы на Луне, а потом и составил первую в мире карту лунной поверхности. Он также открыл четыре спутника Юпитера, обнаружил, что Млечный путь состоит из множества звезд, открыл пятно на Солнце и его вращение, фазы Венеры. Эти астрономические открытия принесли Галилею и его телескопу такую широкую популярность, что он даже наладил производство телескопов.

В 1586 году Галилей сконструировал гидростатические весы для определения плотности тел. Ученый описал их конструкцию в трактате «La bilancetta».

Принято считать, что Галилео Галилей изобрел термометр. Это произошло в 1592 году. Конструкция термоскопа, а именно так тогда назывался термометр, была примитивной: к стеклянному шару небольшого диаметра припаивалась тонкая стеклянная трубка, которая помещалась в жидкость. Воздух в стеклянном шаре посредством горелки или простым растиранием ладонями нагревался, в результате чего он начинал вытеснять жидкость в стеклянной трубке, показывая тем самым степень увеличения температуры: чем выше становилась температура воздуха в стеклянном шарике, тем ниже опускался уровень воды в трубке. Немаловажную роль при этом играло соотношение объема шара к диаметру трубки: создавая более тонкую трубку, можно было отслеживать незначительные изменения температуры в шаре.

Галилео Галилей также считается одним из претендентов на изобретение микроскопа. В 1609 году он разработал «occhiolino» («оккиолино») – «маленький глаз», или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами. Галилей представил свой микроскоп публике в Академии деи Линчеи. С его помощью он занимался изучением насекомых.

В 1606 году Галилео Галилей опубликовал научную статью, где изложил идею и чертежи изобретенного им пропорционального циркуля. Пропорциональный циркуль – инструмент, позволяющий изменять масштаб снимаемых размеров. Достигается это тем, что ось вращения ножек циркуля относительно друг друга является подвижной (устанавливается в соответствии с желаемым изменением масштаба и закрепляется), а измерение размера и нанесение его в измененном масштабе ведутся противоположными концами ножек циркуля. Если ось вращения ножек циркуля находится точно в среднем положении, то есть длина всех четырех частей ножек циркуля одинакова, изменения масштаба не будет. Если переместить центр вращения, например так, что две части ножек циркуля будут в три раза длиннее двух других, то соотношение масштабов будет 1:3.

В 1618 году Галилей сконструировал предназначенный для морских наблюдений шлем с каркасом, на который крепились два небольших телескопа, и назвал его «челатон» (Celatone).

Галилей занимался также оптикой, акустикой, теорией цвета и магнетизма, гидростатикой, сопротивлением материалов, проблемами фортификации. Провёл эксперимент по измерению скорости света, которую считал конечной (успеха не добился). Он первым опытным путём измерил плотность воздуха, которую Аристотель считал равной 1/10 плотности воды; эксперимент Галилея дал значение 1/400, что намного ближе к истинному значению (около 1/770). Сформулировал закон неуничтожимости вещества.