人类是一个聪明的物种。虽然我们在地球上的时间相对较短(地球有45亿年的历史),但现代智人已经创造了一些惊人的东西。从有人敲打地面上的岩石来制造第一个锋利的工具,到轮子的首次亮相,再到火星漫游者和互联网的发展,有几个关键的进步特别具有革命性。以下是我们选出的有史以来最重要的发明,以及这些发明背后的科学。
轮子
在发明轮子之前,人类在陆地上能运输多少东西,能运输多远,都受到严重限制。显然,轮子本身并不是“发明轮子”中最困难的部分。据哈特威克学院人类学教授大卫·安东尼(DavidAnthony)说,当需要将一个不移动的平台连接到滚动的圆柱体上时,事情变得棘手起来。
安东尼说:“华彩的一击源于轮轴概念。但接下来的制作也很困难。例如,车轮中心和固定轴末端的孔必须近乎完美地圆滑。车轴的尺寸也是一个关键因素,它在孔内的受挤压程度也是一个关键因素(不太紧,但也不太松)。”
辛苦的工作终于有了回报。轮式手推车促进了农业和商业,使货物能够进出市场,并减轻了长途旅行的人的负担。现在,轮子对我们的生活方式至关重要,从钟表到汽车,再到涡轮机,无所不包。
钉子
没有钉子,文明肯定会崩溃。这项关键发明可以追溯到多年前的古罗马时期,并且只有在人类发展出铸造和塑造金属的能力之后才成为可能。在此之前,木结构必须通过相邻板的几何连锁来建造,这是一个非常困难的建造过程。
指南针
古代的水手靠星星航行,但这种方法在白天或阴天的夜晚都不起作用,所以远航不安全。
中国人在9世纪到11世纪的某个时候发明了第一个指南针。指南针是由一种自然磁化的铁矿石制成的,几个世纪以来他们一直在研究这种矿石的诱人特性。不久之后,这项技术通过航海接触传递给了欧洲和阿拉伯人。指南针使航海者能够安全地远离陆地航行,增加了海上贸易,促进了发现时代的到来。
印刷机
德国人约翰内斯·古腾堡在年左右发明了印刷机。其发展的关键是手工模具,这是一种新的成型技术,可以快速创造大量的金属活字。在他之前我国的发明家毕昇已经发明了用金属制成的活字印刷。
有了活字印刷技术,印刷机成倍地提高了复印书籍的速度,从而导致了历史上第一次知识的迅速而广泛的传播。
内燃机
在这些发动机中,燃料燃烧时释放出高温气体,气体膨胀时对活塞施加一个力,使活塞移动。因此,内燃机把化学能转化为机械能。经过几十年的工程设计,许多科学家开始设计内燃机,内燃机在19世纪后半叶形成了(本质上)现代的形式。发动机引领了工业时代的到来,并使各种各样的机器得以发明,包括现代汽车和飞机。
电话
尽管有几位发明家在电子语音传输方面做了开创性的工作,但亚历山大·格雷厄姆·贝尔还是第一个在年获得电话机专利的人。他的专利图如上图所示。据报道,他从教聋哑人中得到灵感,还去看望了听力受损的母亲。他称第一部电话为“电子语音机”。
这项发明迅速腾飞,并彻底改变了全球商业和通信。
电灯
当你只有自然光时,生产仅限于白天。灯泡让我们在夜间活动,从而改变了世界。根据历史学家的说法,在整个19世纪,有24个人在发明白炽灯方面发挥了重要作用。托马斯·爱迪生被认为是主要的发明家,因为他在年创造了一个功能齐全的照明系统,包括一个发电机和电线,以及一个像上面那样的碳纤维灯泡。
除了在整个西方世界的家庭中引入电力外,这项发明还带来了一个相当出乎意料的结果,那就是改变了人们的睡眠模式。
青霉素
年,苏格兰科学家亚历山大弗莱明(AlexanderFleming)注意到实验室里一个装满细菌的培养皿,盖子意外地半开着。样本被霉菌污染了,霉菌到处都是,细菌都死了。这种抗生素霉菌原来是真菌青霉,在接下来的20年里,化学家们对其进行了纯化,并研制出了药物青霉素,它可以在不伤害人类自身的情况下,对抗大量的细菌感染。
到年,青霉素开始批量生产并投放广告。这张贴在路边邮箱上的海报建议二战*人服用这种药物以摆脱病症。
根据年发表在《变态反应与免疫学临床评论》杂志上的一项研究,大约十分之一的人对抗生素有过敏反应。研究人员说,即使如此,大多数人仍然能够耐受这种药物。
互联网
它真的不需要介绍:被称为互联网的全球互联计算机网络系统被全世界数十亿人使用。无数人帮助开发了它,但最常被认为是计算机科学家劳伦斯·罗伯茨发明了它。
上世纪60年代,一个为美国国防部高级研究计划局(ARPA)工作的计算机科学家团队建立了一个通信网络,用来连接该局的计算机,称为ARPANET。它使用了一种称为“分组交换”的数据传输方法,该方法是该小组成员罗伯茨在其他计算机科学家先前工作的基础上开发的。ARPANET是互联网的前身。