Текст книги "Замечательные изобретения известных людей авторство которых забыто"

Герике Отто фон
(1602–1686)

Родился в семье зажиточных магдебургских горожан. В 1617 году поступил на факультет свободных искусств Лейпцигского университета, но в 1619 году, в связи с началом Тридцатилетней войны, вынужден

был перейти в Хельмштедтский университет, где проучился несколько недель. С 1621 по 1623 год изучал юриспруденцию в Йенском университете, а с 1623 по 1624 год – точные науки и фортификационное искусство в Лейденском университете. В 1626 году был избран в коллегиальный совет городского магистрата, членом которого оставался до преклонного возраста. Как чиновник отвечал за строительство, а в 1629 и 1630–1631 годах – ещё и за оборону города.

Следующие десять лет фон Герике осуществлял восстановление Магдебурга, уничтоженного пожаром в 1631 году, когда город взяли войска Католической лиги. В 1641 году стал городским казначеем, а в 1646-м – бургомистром. Эту должность он занимал тридцать лет.

В 1676-м Отто Герике по состоянию здоровья отказался от должности бургомистра, и только в 1678 году магистрат согласился с этим отказом.

Как физик Герике был прежде всего экспериментатором, вполне понимавшим научное значение опыта, тогда как наука в те времена еще была направлена на комментирование воззрений ученых античности.

Во время пребывания в Регенсбурге в 1654 году Герике узнал об опытах Торричелли. Возможно, что это известие побудило его заняться тем же вопросом или он сам додумался, но около 1657 года Герике устроил водяной барометр. И начал изучать его показания в зависимости от состояния погоды. Он состоял из длинной медной трубки, прикрепленной к наружной стенке трехэтажного дома Герике. Нижний конец трубки был погружен в сосуд с водой, а верхний, дополненный стеклянной трубкой, был снабжен краном и мог быть соединён с воздушным насосом. При выкачивании воздуха вода поднялась в трубке до высоты 19 локтей; тогда кран был закрыт, и барометр разобщался с насосом. Вскоре при помощи этого прибора Герике нашел, что атмосферное давление постоянно изменяется. Для большего эффекта на поверхности воды в стеклянной трубке был поплавок, имевший вид человеческой фигурки с протянутой рукой, которая указывала на таблицу с надписями, соответствующими различным состояниям погоды; вся остальная часть прибора была замаскирована деревянной обшивкой. В 1660 году он при помощи этого барометра предсказал сильную бурю за два часа до её начала.

Не зная ничего об изобретении ртутного барометра в 1643 году и о так называемой торричеллиевой пустоте, Герике около 1650 года изобретает воздушный насос.

Герике сначала хотел образовать пустое пространство в герметически закрытой бочке, удаляя наполнявшую её воду. С этой целью он ко дну бочки приделал насос, думая, что только при таком расположении прибора вода будет следовать за поршнем насоса вследствие своей тяжести. Когда эта первая попытка не удалась, так как в образующуюся пустоту сквозь щели и поры бочки проникал с шипением наружный воздух, Герике попробовал поместить свою бочку в другую, тоже наполненную водой, предполагая этим способом предохранить пустоту от устремляющегося в неё воздуха снаружи. Но и на этот раз опыт оказался неудачным, так как вода из наружной бочки под влиянием атмосферного давления протекала сквозь поры во внутреннюю и наполняла пустоту. Тогда, наконец, Герике решился насосом выкачивать воздух из медного шарообразного сосуда, все ещё придерживаясь предположения, что и воздух, подобно воде, может следовать за поршнем насоса только благодаря своей тяжести, поэтому насос был привинчен внизу сосуда и расположен вертикально. Результат выкачивания был совсем неожиданным и напугал всех присутствующих: медный шар не выдержал внешнего давления и с треском сплюснулся. Это заставило Герике приготовлять для следующих опытов резервуары более прочные и более правильной формы. Неудобное расположение насоса вскоре принудило Герике устроить специальный треножник и приделать к поршню рычаг; таким образом был устроен первый воздушный насос, названный автором Antlia pneumatica.

Герике изобрел именно воздушный разрежающий насос, поскольку нагнетательные насосы были известны ещё в древности, и их изобретение приписывается Ктезибию, жившему во II веке до н. э. в Александрии.

Опыты, которые Герике показывал публично со своими воздушными насосами, сделали его известным. Различные высокопоставленные лица нарочно заезжали в Магдебург, чтобы лично увидеть его изобретения. Общеизвестный опыт с магдебургскими полушариями был показан в 1654 году в Регенсбурге во время Рейхстага. Опыт доказал наличие давления воздуха.

Вскоре Герике стал доказывать, что так как воздух имеет вес, то атмосфера сама на себя производит давление, и нижние слои воздуха при поверхности земли, как наиболее сжатые, должны быть наиболее плотными. Для наглядной демонстрации этого различия он придумал опыт: шар, наполненный воздухом, запирался при помощи крана и переносился на высокую башню; там при открытии крана замечалось, что часть воздуха выходит из шара наружу; если же шар был наполнен воздухом и заперт на высоте, а потом перенесен вниз, то воздух при открытии крана устремлялся внутрь шара. Герике очень хорошо понимал, что необходимым условием убедительности этого опыта было постоянство температуры, и он заботился о том, чтобы переносимый с воздухом шар был одинаково нагрет как внизу, так и на вершине башни.

На основании подобных опытов он пришел к выводу, что «вес известного объёма воздуха представляет собою нечто весьма относительное», так как вес этот находится в зависимости от высоты над поверхностью земли. Результатом всех этих соображений было устройство «манометра», то есть «прибора, предназначенного для измерения различия в плотности, или в весе, данного объёма воздуха». Сейчас этот прибор называют «статический барометр», или «бароскоп». Он был впервые описан в письме Герике к Каспару Шотту в 1661 году.

Герике старался доказать опытным путём, что воздух каким-то образом участвует в таких явлениях, как передача звука на расстояние и горение. Он придумал известный опыт с колокольчиком под колпаком воздушного насоса

Убедившись, что свеча не может гореть в резервуаре, из которого выкачан воздух, Герике доказал с помощью специально для этой цели устроенного прибора, что пламя пожирает воздух, то есть что некоторая часть воздуха (по его мнению, около 1/10) уничтожается горением.

Желая проверить опыты Гильберта, Герике изобрел прибор для получения электрического состояния. Он приготовил довольно большой шар из серы, который при посредстве продетой насквозь оси приводился во вращение и натирался сухой рукой.

Наэлектризовав этот шар, Герике заметил, что притягиваемые шаром тела после прикосновения отталкиваются; затем он подметил ещё, что свободно носящаяся в воздухе пушинка, притянутая и вслед затем оттолкнутая от шара, притягивается другими телами. Герике доказал также, что электрическое состояние передается по льняной нитке. Он первый наблюдал на своем серном шаре электрическое свечение в темноте, но искры не получил; он слышал «в серном шаре» слабый треск, когда подносил его близко к уху, но не знал, чему это приписать.

Герике нашел, что железные вертикальные прутья в оконных решетках намагничиваются сами собой, представляя вверху северные, а внизу южные полюсы, и показал, что можно слегка намагнитить железную полосу, расположив её в направлении меридиана и ударяя по ней молотком.

Также он занимался астрономией. Был сторонником гелиоцентрической системы. Разработал свою космологическую систему, отличавшуюся от системы Коперника предположением о наличии бесконечного пространства, в котором распределены неподвижные звёзды. Полагал, что космическое пространство является пустым, но между небесным телами действуют дальнодействующие силы, регулирующие их движение.

Герон Александрийский

Время его жизни относят ко второй половине I века н. э. на том основании, что он приводит в качестве примера лунное затмение 13 марта 62 г. н. э. Подробности его жизни неизвестны.

Герона относят к величайшим инженерам за всю историю человечества. Он первым изобрёл автоматические двери, автоматический театр кукол, автомат для продаж, скорострельный самозаряжающийся арбалет, паровую турбину, автоматические декорации, прибор для измерения протяжённости дорог (древний одометр) и др. Первым начал создавать программируемые устройства: вал со штырьками с намотанной на него верёвкой.

Занимался геометрией, механикой, гидростатикой, оптикой. Основные произведения: «Метрика», «Пневматика», «Автоматопоэтика», «Механика» (произведение сохранилось целиком в арабском переводе), «Катоптрика» (наука о зеркалах; сохранилась только в латинском переводе) и др. В 1814 году было найдено сочинение Герона «О диоптре», в котором изложены правила земельной съёмки, фактически основанные на использовании прямоугольных координат. Герон использовал достижения своих предшественников: Евклида, Архимеда, Стратона из Лампсака.

Многие из его книг безвозвратно утеряны (свитки содержались в Александрийской библиотеке). Одна из копий его книг, сделанная в XVI веке, содержится в Оксфордском университете.

В Средние века многие из его изобретений были отвергнуты, забыты или не представляли практического интереса.

Все его изобретения могли бы перевернуть историю и дать толчок к промышленному перевороту еще в далеком 50 году н. э., если бы Герон поведал о них всему миру. Но великий ученый тех лет заблуждался, считая паровой двигатель всего лишь личной забавой, по его мнению, в Риме было много рабов, и изобретение такого агрегата для всего народа было бы бесполезным! Этим же гениальным изобретателем были сделаны и многие другие нужные в жизни предметы, например, насос, шприц, фонтан, ветряная мельница – трудно представить, но все эти труды, выполнены во времена доиндустриальной эпохи. Многие его изобретения так и остались всего лишь проектами.

Геруни Парис Мисакович
(1933–2008)

В 1957 году молодой советский физик Парис Геруни окончил факультет радиотехники Московского энергетического института, где под руководством знаменитого академика Котельникова разрабатывал, в частности, антенну для первого искусственного спутника Земли.

Он получил распределение в Армению, где в Бюраканской обсерватории только создавался отдел радиоастрономии. В том же году в одном из номеров английского журнала «Nature», поступавшего в библиотеку Бюраканской обсерватории (Армения), была опубликована небольшая статья австралийского ученого, где он предлагал проект оригинального гигантского радиотелескопа, чтобы изучать распределение нейтрального межзвездного водорода во Вселенной, излучающего на длине волны 21 см. Основное зеркало радиотелескопа можно было бы выложить в подходящей выемке на горной местности. Эту статью увидел Парис Геруни, и его мечтой стало построить такой радиотелескоп.

В 1960 году был организован академический Институт радиофизики и электроники (Армения, г. Аштарак), и там Геруни уже заведовал отделом сверхвысоких частот.

В 1964 году Геруни предложил идею принципиально нового телескопа, где главное сферическое зеркало неподвижно, а наведение на объект происходит путем перемещения вторичного зеркала вокруг центра сферы, в его же фокусе и собирается принятое излучение от источника.

В том же году физик защитил кандидатскую диссертацию, построив работающую модель такой антенны с диаметром главного зеркала пять метров, при помощи которой проводились радионаблюдения Солнца и Луны. Подтвердив работоспособность системы, ученый решил построить 200-метровую сферическую антенну. Он заказал московской организации «ЦНИИпроектстальконструкция» разработку двух проектов конструкции радиотелескопа с диаметром полусферы-зеркала в 100 и 200 метров. Однако построить действующий телескоп не удалось по финансовым причинам, да и к тому времени уже было принято решение о строительстве крупного радиотелескопа РАТАН-600 на Северном Кавказе в РСФСР.

В 1968 году Госстандарт СССР создал в Ереване Армянский отдел радиофизических измерений крупнейшего в стране метрологического института им. Менделеева. В 1971 году он превратился во Всесоюзный НИИ радиофизических измерений (ВНИИРИ), руководителем которого стал кандидат технических наук Парис Геруни. Институт получил статус головного в области антенных измерений на сверхвысоких частотах.

Начала претворяться в жизнь государственная программа стандартизации в области антенных измерений на сверхвысоких частотах, предложенная и разработанная Геруни, согласно которой должны были быть построены эталонные комплексы для хранения и передачи характеристик сверхвысокочастотных полей излучения зеркальных антеннн с диаметрами излучающей апертуры в 1, 2, 4, 8, 16 и 32 метра.

А «его» радиотелескоп был «спрятан» в эталонном комплексе с диаметром излучающей апертуры в 32 метра.

В 1970-е годы на склоне горы Арагац для института был выделен участок для создания Государственного эталонного центра по антенным измерениям. Различные антенны сюда везли со всего Союза, чтобы исследовать их параметры, в том числе так называемым облетным методом, размещая на вертолетах.

Строительство уникального телескопа по проекту Геруни началось в 1981 году, закончилось в 1985. При помощи взрывов на краю естественного ущелья был сделан котлован, в нем выложена бетонная чаша. В чашу вмурованы железные трубы, на краю каждой смонтированы 3,6 тысяч дюралевых щитов размером примерно 1х1 метр, которыми вымощено зеркало телескопа. Особую техническую сложность представляла собой полировка этих щитов, ведь от качества поверхности зависит прием радиоволн в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.

Вторичное радиозеркало установлено внизу так называемого хобота, стоящего на трех опорах внутри главного зеркала. «Хобот» закреплен в шарнирном подвесе, расположенном в центре главного зеркала.

На верхний край «хобота» в качестве противовеса сначала планировали установить чугунную болванку, но потом решили поставить оптическое зеркало. Его нашли в Бюраканской обсерватории, где лежало без дела второе зеркало от телескопа ЗТА диаметром 2,6 метра, которое установили на антенну вертолетом.

Так получился первый и единственный в мире радиооптический телескоп, способный смотреть в определенную точку неба одновременно в двух диапазонах.

В 1986 году Госкомитет по изобретениям удовлетворил заявку Геруни и признал техническое решение, совмещающее радио– и оптический телескоп в один точный инструмент, изобретением, включив его в государственный реестр изобретений СССР под № 1377941 с присвоением названия «Зеркальный радиотелескоп Геруни».

В 1987 году антенна была сдана в эксплуатацию, точность наведения телескопа составляла две угловые секунды.

Но точная настройка радиотелескопа затянулась, а в 1991 году Армения стала независимой страной, у которой не было денег на высокую науку. Геруни пытался привлечь внимание руководителей уже независимой Армении к построенному радиотелескопу и созданным эталонам в области антенных измерений на сверхвысоких частотах, убеждал, что они являются национальным достоянием и делают честь маленькой стране, но в то время было не до этого.

В 1994–1995 годах Геруни получил два английских патента на концентратор солнечной энергии с турбинным преобразователем в фокусе. Одна английская фирма согласилась профинансировать строительство опытной солнечной электростанции.

Строительство началось в Армении, на территории Государственного эталонного центра по антенным измерениям и шло по плану, когда Геруни обнаружил, что в заключенном контракте есть пункт, лишающий его в дальнейшем авторских прав. Он подал в суд и вернул себе авторские права, но потерял заказчика. Солнечная электростанция осталась недостроенной.

Парис Геруни стал членом-корреспондентом Национальной академии наук Республики Армения с 1982 года, академиком с 1996. Был доктором технических наук, профессором, заведующим кафедрой антенн Ереванского политехнического института.

Гинзбург Виталий Лазаревич
(1916–2009)

Родился в 1916 году в Москве в семье инженера, специалиста по очистке воды, выпускника Рижского политехникума Лазаря Ефимовича Гинзбурга и врача, выпускницы Харьковского университета Августы Вениаминовны Гинзбург (урождённой Вильдауэр). Когда ему было 4 года, мать умерла от брюшного тифа, и его растила младшая сестра матери Роза Вениаминовна Вильдауэр.

До 11 лет учился дома, под руководством отца. В 1927 году поступил в 4-й класс 57-й семилетней школы, которую окончил в 1931 году и продолжил среднее образование в фабрично-заводском училище (ФЗУ), затем занимался самостоятельно, одновременно работая лаборантом в рентгенологической лаборатории вместе с будущими физиками В. А. Цукерманом и Л. В. Альтшулером, с которыми дружил всю жизнь.

В 1934 году поступил сразу на 2-й курс в Московский государственный университет на физический факультет, который окончил в 1938 году, в 1940 году окончил аспирантуру при нём и в том же году защитил кандидатскую диссертацию. Докторскую диссертацию защитил в 1942 году. На фронт Гинзбурга не взяли, хоть он и просился, так что с 1942 года работал в теоретическом отделе имени И. Е. Тамма ФИАНа; впоследствии стал заведующим этим отделом (1971 – 1988).

В 1945–1961 годах заведовал кафедрой радиофакультета Горьковского государственного университета. Также заведовал кафедрой проблем физики и астрофизики ФОПФ МФТИ, которую сам и создал в 1968 году.

С 1964 года – член редколлегии научного журнала «Успехи физических наук», с 1998 года – его главный редактор. В последние годы жизни – руководитель группы Отделения теоретической физики ФИАН – советник РАН.

В 2003 году В. Л. Гинзбург получил Нобелевскую премию по физике совместно с А. Абрикосовым и Э. Леггеттом за развитие теории сверхпроводимости и сверхтекучести.

Его основные труды посвящены распространению радиоволн, астрофизике, происхождению космических лучей, излучению Вавилова-Черенкова, физике плазмы, кристаллооптике и др. Автор около 400 научных статей и 10 монографий по теоретической физике, радиоастрономии и физике космических лучей.

В 1940 году Гинзбург разработал квантовую теорию эффекта Вавилова-Черенкова и теорию черен-ковского излучения в кристаллах. В 1946 году совместно с И. М. Франком создал теорию переходного излучения, возникающего при пересечении частицей границы двух сред. В 1950 году создал (совместно с Л. Д. Ландау) полуфеноменологическую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга – Ландау). В 1958 году В. Л. Гинзбург создал (совместно с Л. П. Питаевским) полуфеноменологическую теорию сверхтекучести (теория Гинзбурга – Питаевского). Разработал теорию магнитотормозного космического радиоизлучения и радиоастрономическую теорию происхождения космических лучей.

В 1998 году Гинзбург основал Комиссию по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований при Президиуме Российской академии наук. Был главным редактором журнала «Известия вузов. Радиофизика», членом редколлегии журналов «Физика низких температур», «Письма в Астрономический журнал», «Наука и жизнь», библиотечки «Квант» (издательство «Наука»), членом общественного совета «Литературной газеты».

В. Л. Гинзбург – лауреат нескольких премий, в том числе Ленинской (1966).

Был членом-корреспондентом (с 1965 года), действительным членом (с 1969 года) Международной академии астронавтики. Членом Международного астрономического союза (с 1961 года). Избран в качестве иностранного члена в девять академий наук (или эквивалентных им обществ), в том числе в Американскую Национальную академию наук (1981) и Лондонское Королевское общество (1987), Академию искусств и наук США (1971), Европейскую Академию (1990), Академии наук Дании (1977), Индии (1977) и др.

Среди научных наград В. Л. Гинзбурга – большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова, золотая медаль имени С. И. Вавилова, премии Российской академии наук – имени Л. Мандельштама и имени М. Ломоносова, премия имени Дж. Бардина и премия Вольфа, золотая медаль Лондонского королевского астрономического общества.

Голдмарк Питер Карл
(1906–1977)

Родился 2 декабря 1906 года в Будапеште, был старшим ребенком в семье бизнесмена Шандора Гольдмарка. После школы поступил в Берлинский университет, затем в 1925 году продолжил учёбу в Венском университете. И уже тогда начал изобретать. В Вене он запатентовал свое первое изобретение – механизм переключения скоростей автомобиля с помощью колена, что позволяло водителю держать обе руки на руле.

В 1926 году сам сделал маленький телевизор с экраном величиной с почтовую марку и впервые увидел телевизионные изображения танцовщицы, которые передавались в Лондоне компанией «Бритиш Бродкастинг».

В 1931 году получил докторскую степень в Физическом институте при Венском университете, представив диссертацию «Новый метод определения скорости ионов».

Затем переехал в Англию и начал работать на Пай Радио в Кембридже телевизионным инженером. Два года был директором телевизионного департамента, а в 1933 году переехал в Нью-Йорке, чтобы стать консультантом многочисленных теле– и радиокомпаний.

В 1936 году устроился в лабораторию CBS – был назначен на должность главного инженера «Колам-биа бродкастинг систем» (CBS), которой была поручена разработка телевизионной системы. В 1937 году получил американское гражданство.

Он разработал систему цветного телевидения, которую продемонстрировал 29 августа 1940 года. Быстро вращающееся цветовое колесо чередовало передачу красных, зеленых и синих линий; использовалось 343 линии, что на 100 меньше, чем в черно-белом варианте, а также другая скорость развертки, из-за чего система без адаптера была несовместима с продаваемыми в то время на рынке телевизорами.

Во время Второй мировой войны Голдмарк работал на радио в научно-исследовательской лаборатории Гарвардского университета. Его наиболее важным вкладом в это время было изобретение «помех». Это было устройство размером с обувную коробку, где размещались электронные схемы, которые путали радары противника. Они были использованы во время вторжения союзных войск в Африке. В 1944 году Голдмарк присоединился к Управлению ВМС США по научным исследованиям и развитию, где он участвовал в создании «электронного призрака кораблей». При необходимости передавался ряд радиосигналов, предназначенных для создания отвлекающих импульсов на радарах противника. Система была использована во время высадки союзных войск в Нормандию.

Американская сеть CBS использовала в вещании цветовую систему Голдмарка в 1950–1951 годах. Эта система обеспечивала лучшее качество изображения, несмотря на меньшее разрешение, по сравнению с системой RCA, однако проблема несовместимости с выпускаемыми тогда телевизорами привела её к краху.

В 1953 году улучшенная цветовая система RCA/ NBC стала промышленным стандартом, выбранным Федеральной комиссией по связи США.

При этом камеры, использующие систему цветового круга, продолжали использоваться для научных исследований еще несколько десятилетий, в том числе это были цветные телевизионные камеры на поверхности Луны во время всех посадок НАСА «Аполлон» на Луну в 1970-х годах.

Работая с лейблом «Коламбиа рекордс», Голдмарк сыграл важную роль в разработке долгоиграющей грампластинки со скоростью 33 об/мин, ставшей стандартом для записи на долгие годы. Во времена Второй мировой войны существовали лишь пластинки со скоростью вращения 78 об/мин. Кроме некачественного звучания, большим неудобством было ограничение по времени. Одна сторона звучала лишь 5 минут. Голдмарк вспоминал 1945 год: «Я был на вечеринке, слушал Брамса в исполнении великого Горовица. Вдруг раздался щелчок – самый ужасный звук, когда-либо изобретенный человеком – прямо посреди музыки. Кто-то поспешил перевернуть пластинку. Настроение было испорчено».

После этого изобретатель провел два последующих десятилетия в лаборатории CBS, работая над различными проектами, главным из которых был EVR – электронная видеозапись. Этот аппарат для проигрывания домашнего видео впервые был представлен в 1967 году. Однако он оказался слишком сложным и дорогим для массового производства. EVR-система Голдмарка была заменена в конце 1971 году видеоформатом электромагнитной записи изображения U-Matic 3/4’ от компании «Сони». Тем не менее формат звукозаписи на грампластинках Голдмарка оставался стандартом в музыкальной индустрии вплоть до замены пластикок на CD-диски в конце 1980-х годов.

В 1971 году ушёл из CBS, после чего создал компанию «Голдмарк коммуникейшнс», где проводил исследования по применению коммуникационных технологий в телеконференциях и для удаленных медицинских консультаций для людей, живущих в сельской местности. Финансируемый Национальным научным фондом США в начале 1970-х годов, «Проект нового сельского общества» претворялся в жизнь в Университете Фэрфилда в Фэрфилде (штат Коннектикут), пилотные исследования проводились по всему штату.