5.2.12

Σημαντικές εφευρέσεις

*** Τυπογραφικό πιεστήριο - Γουτεμβέργιος (1450)





*** Μικροσκόπιο - Χανς Γιάνσεν, Ζαxαρίας Γιάνσεν (1590)
Ήδη από τον ύστερο Μεσαίωνα είχαν κατασκευαστεί μεγεθυντικοί φακοί που χρησιμοποιούσαν πρεσβύωπες για ανάγνωση. Στα τέλη του 16ου αιώνα σκέφτηκε ο Ολλανδός οπτικός Zacharias Janssen (Γιάνσεν, 1580-1638) να τοποθετήσει επάλληλους μεγεθυντικούς φακούς για να παρατηρήσει πολύ μικρότερα αντικείμενα.  αυτή ήταν καταρχάς και η ιδέα του μικροσκοπίου. Με ένα σωλήνα, στα άκρα του οποίου τοποθετήθηκαν δύο μεγεθυντικοί φακοί κατασκευάστηκε το πρώτο απλοϊκό μικροσκόπιο, με τη βοήθεια του οποίου, αφού αυτό βελτιώθηκε σταδιακά, άρχισε μια θυελλώδης εξέλιξη στην επιστήμη της Βιολογίας. Εκείνη την εποχή, κάθε παρατήρηση ιστού ζώου ή φυτού μέσα από το μικροσκόπιο οδηγούσε σε μια νέα ανακάλυψη!

Μικροσκόπιο  1879



*** ΤηλεσκόπιοΧανς Λιπερσέι (1608)
Μετά την κατασκευή του μικροσκοπίου δεν απείχε πια πολύ το επόμενο βήμα, να κατασκευαστεί δηλαδή ένα τηλεσκόπιο για παρατήρηση μακρινών αντικειμένων. Η ανακάλυψη αυτή έγινε τυχαία από τον επίσης Ολλανδό οπτικό Hans Lippershey, ο οποίος κάποια στιγμή είδε μέσα από ένα συνδυασμό φακών ένα καμπαναριό ναού πολύ κοντά, αλλά ανεστραμμένο. 

*** ΑριθμομηχανήΜπλεζ Πασκάλ (1645)
Ο Γάλλος μαθηματικός Μπλεζ Πασκάλ (Blaise Pascal) κατασκεύασε το 1645 την πρώτη αληθινή αριθμομηχανή, η οποία επονομάστηκε Πασκαλίνα (Pascaline). Με τη μηχανή αυτή μπορούσε κάποιος να κάνει (σχετικά) εύκολα μαθηματικούς υπολογισμούς. Η μηχανή του Pascal είχε τροχαλίες, τις οποίες, όταν περιέστρεφε ο χρήστης εμφάνιζαν τα αποτελέσματα. Η μηχανή είχε μικρές διαστάσεις και μπορούσε εύκολα να χωρέσει σε ένα μικρό τραπέζι. Ο αρχικός «υπολογιστής» είχε πέντε γρανάζι με αποτέλεσμα να μπορεί να κάνει υπολογισμούς με σχετικά μικρούς αριθμούς.
Η μηχανή εκτελούσε δύο πράξεις, πρόσθεση και αφαίρεση. Στο επάνω μέρος υπήρχε μια σειρά από οδοντωτούς τροχούς (γρανάζια), που το καθένα περιείχε τους αριθμούς από 0 έως 9. Ο πρώτος τροχός συμβόλιζε τις μονάδες, ο δεύτερος τις δεκάδες, ο τρίτος τις εκατοντάδες, κ.ο.κ.
Αρχείο:Arts et Metiers Pascaline dsc03869.jpg
η αριθμομηχανή του Pascal
*** Θερμόμετρο ΥδραργύρουΓκάμπριελ Φαρενάιτ (1714)
ο Γερμανός Γκάμπριελ Φαρενάιτ (Fahrenheit) επινόησε ένα θερμοσκόπιο με οινόπνευμα, το οποίο αντικατέστησε αργότερα με υδράργυρο (1714). Αυτό ήταν το πρώτο όργανο που έφερε το όνομα «θερμόμετρο» και δε διέφερε σημαντικά από το σύγχρονο υδραργυρικό θερμόμετρο. Για να αποκτήσει το όργανο που είχε εφεύρει και πρακτική σημασία, ο Φαρενάιτ επινόησε την κλίμακα μέτρησης που φέρει το όνομά του, τη θερμοκρασιακή κλίμακα Φαρενάιτ (1724). Όπως συμβαίνει σε όλες τις κλίμακες μέτρησης, ο Φαρενάιτ αυθαίρετα απέδωσε την τιμή 32 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε πάγο και την τιμή 212 στο σημείο που το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Και για τις δύο τιμές προϋπέθετε ότι τα φαινόμενα συμβαίνουν σε ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας.



Το 1742 ο Σουηδός αστρονόμος Άντερς Κέλσιος (Anders Celsius) επινόησε μια εκατοντάβαθμη κλίμακα: Επίσης αυθαίρετα, απέδωσε στο σημείο πήξης του νερού την τιμή 0 και στο σημείο βρασμού την τιμή 100. Γι' αυτό και η κλίμακά του ονομάστηκε «εκατοντάβαθμη» και πήρε το όνομά του μόλις το 1948 σε μια διεθνή σύνοδο του Διεθνούς Γραφείου Μέτρων και Σταθμών.
*** Ατμομηχανή - Τόμας Νιούκομεν, Τζέιμς Βατ (1712-1690)
Ως ατμομηχανή χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε μηχανή χρησιμοποιεί την ενέργεια και πίεση του ατμού προκειμένου να παράγει έργο. Αν και απλές ατμομηχανές είχαν κατασκευαστεί ήδη από την αρχαιότητα δεν βρήκαν πρακτική εφαρμογή, καθώς οι τότε κοινωνίες χρησιμοποιούσαν κυρίως την απλή μυϊκή δύναμη. 
Η ατμομηχανή που κατασκεύασε ο Τόμας Σέιβερι το 1698 για την άντληση νερού είναι η πρώτη μηχανή του είδους που κατασκευάστηκε για πρακτικές εφαρμογές. Επόμενος σημαντικός σταθμός ήταν η μηχανή του Τόμας Νιούκομεν, το 1712, την οποία βελτίωσε ο Τζέιμς Βατ. 

Έκτοτε οι ατμομηχανές συνέχισαν να βελτιώνονται και να εξελίσσονται συνεχώς, παίζοντας το βασικό ρόλο στην πραγματοποίηση της Βιομηχανικής επανάστασης και επομένως τη μετάβαση από τον χειρωνακτικό τρόπο εργασίας και παραγωγής στον μηχανοποιημένο. Επίσης, έπαιξαν σπουδαίο ρόλο στην ανάπτυξη της ναυσιπλοΐας και της ναυτιλίας, με την εμφάνιση του ατμόπλοιου, που δεν εξαρτιόταν από τον άνεμο για την κίνησή του, όπως τα ιστιοφόρα, και την καθιέρωση του σιδηροδρόμου ως κύριου τρόπου χερσαίων μεταφορών στις ανεπτυγμένες χώρες.


Αρχείο:Stephenson's Rocket.jpg
μια από πρώτες ατμομηχανές για τρένα (1829)
*** Αερόστατο - αδελφοί Μονγκολφιέρ (1783)
Στην ιστορία περιφράφονται πολλές προσπάθειες του ανθρώπου να «πετάξει» στον ουρανό όπως τα πουλιά. Γνωστότερη μυθολογική περιγραφή πτήσης ήταν αυτή που αναφέρεται στο Δαίδαλο και τον Ίκαρο, οι οποίοι ήθελαν να δραπετεύσουν από την Κρήτη πετώντας. Η επιθυμία των ανθρώπων για πτήση στους ουρανούς αντίκειται και στις προβλέψεις της Παλιάς Διαθήκης.

Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι σχεδίασε πολλές «μηχανές» και διατάξεις, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν για πτήση, αλλά δεν υλοποίησε καμία από αυτές. 


Μερικές δεκαετίες αργότερα άρχισαν οι ερευνητές να συζητάνε για τον «αέρα της φωτιάς» που προκαλεί η καύση, ένα ιδιαίτερο είδος αέρα, το οποίο ανέβαινε με τον καπνό ψηλά, επειδή ήταν ελαφρύτερο από τον ατμοσφαιρικό.

Οι αδελφοί Joseph-Michele (1740-1810) και Jacques-Etienne Montgolfier (Μονγκολφιέρ, 1745-1799) από την περιοχή της Λυών αποφάσισαν  να κατασκευάσουν ένα μπαλόνι που θα ανέβαινε ψηλά με ζεστό αέρα. 
File:Early flight 02562u (2).jpg
παρουσίαση αερόστατου στην πόλη Ανονάι (1783)
Το φθινόπωρο του 1782 κατασκεύασαν οι Μονγκολφιέρ ένα επίμηκες μπαλόνι από μεταξωτό ύφασμα και το τροφοδότησαν με ζεστό αέρα από την καύση χόρτων και μαλλιού. Η επιτυχία τους ήταν σημαντική, γιατί αυτό το μπαλόνι πέταξε για περίπου 10 λεπτά σε ύψος 20 μέτρων. Στην επόμενη προσπάθειά τους ήταν τέτοια η δύναμη άνωσης, ώστε έσπασαν τα σκοινιά που το κρατούσαν και το μπαλόνι έφτασε περίπου στα 300 μέτρα, μέχρι να πέσει σε απόσταση μερικών χιλιομέτρων. Μετά από αυτές τις επιτυχίες οργανώθηκε τον Ιούνιο του έτους 1783 μια επίσημη παρουσίαση  στη γενέτειρα πόλη. Οι επίσημοι καλεσμένοι από την εξουσία και την επιστήμη πήραν θέσεις σε ξύλινες εξέδρες και παρακολούθησαν την πτήση ενός μπαλονιού με διάμετρο 30 μέτρων, το οποίο λέγεται ότι έφτασε σε ύψος μερικών χιλιομέτρων.


*** ΓραφομηχανήΠελεγκρίνο Τούρι (1808)
Οι αρχές τις γραφομηχανής δεν είναι γνωστές, αλλά η πρώτη πατέντα για μια γραφομηχανή δόθηκε στον Άγγλο Χένρυ Μιλλ (Henry Mill) το 1714, για τη σχεδίαση μιας συσκευής που μπορούσε να δίνει γράμματα τυπογραφικού περίπου χαρακτήρα. Η βασίλισσα της Αγγλίας μάλιστα του έδωσε για αυτή την εφεύρεση και ειδικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. 
Η πρώτη μηχανή που πραγματικά λειτούργησε ήταν του Ιταλού Πελεγκρίνο Τούρι (Pellegrino Turri) το 1808. Ακολούθησαν ακόμα πάρα πολλές δοκιμές για την τελειοποίηση της συσκευής αυτής που ολοκληρώθηκαν μόνο κατά το τέλος του 19ου αιώνα. Σε κανονική χρήση η γραφομηχανή μπήκε από τις αρχές του 20ου αιώνα.
*** ΤηλέγραφοςΣάμιουελ Μορς (1838)

Η πρώτη τηλεγραφική μηχανή εφευρέθηκε από τον Σάμιουελ Μορς το 1838. Ο Μορς σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να διαβιβάσει με δύο σύρματα ηλεκτρικό ρεύμα με διακοπές. Οι διακοπές θα αντιπροσώπευαν τα γράμματα του αλφαβήτου. Έτσι επινόησε ένα αλφάβητο, που αποτελείται από ρεύμα μικρής και μεγάλης διάρκειας (στιγμές και γραμμές ή παύλες). Ο συνδυασμός στιγμών και γραμμών δίνει όλο το αλφάβητο και τους αριθμούς 0 ως 9.
 Στην αρχή τα σήματα Μορς τα κατέγραφε η συσκευή λήψης πάνω σε ταινία. Κατόπιν χρησιμοποιήθηκαν ηχεία και η λήψη γινόταν κύρια με το αυτί. 
Αρχείο:Morse Telegraph 1837.jpg
Τηλέγραφος του Μορς (1837)
Με την εφεύρεση του ασύρματου, το αλφάβητο Μορς χρησιμοποιήθηκε και στην ασύρματη τηλεπικοινωνία. Έτσι, όλα τα πλοία και όλα τα απομονωμένα από τον κόσμο εργοστάσια ή ακόμη και αεροπλάνα ή αυτοκίνητα μπορούν να επικοινωνούν και να συνεννοούνται με όλο τον κόσμο.
*** Λαμπτήρας πυρακτώσεως - Τόμας Έντισον (1879)
Ο λαμπτήρας πυράκτωσης περιλαμβάνει ένα λεπτό μεταλλικό νήμα τυλιγμένο σε σπείρες. Αυτό φέρεται από τις άκρες του συγκολλημένο σε δύο παχύτερα σύρματα από όπου εφαρμόζεται η ηλεκτρική τάση η οποία θέτει τα ηλεκτρικά φορτία σε κίνηση και εξαναγκάζει το νήμα να φωτοβολεί από τη θέρμανσή του.  Η κατασκευή αυτή περικλείεται σε γυάλινη σφαιρική ή ελλειπτική φύσιγγα χαμηλής πίεσης αερίου.

Thomas Edison.jpg
Τόμας Έντισον

 λαμπτήρας πυράκτωσης
*** Τηλέφωνο -  Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ (1876) 
Ο Samuel Morse το 1837 παρουσίασε τον τηλέγραφό του που είχε την δυνατότητα να μεταδίδει μηνύματα σε πολύ μακρινές αποστάσεις γρήγορα και χωρίς μεγάλο κόστος. Το πρώτο μήνυμα από αυτόν τον τηλέγραφο στάλθηκε το 1844 από την Ουάσιγκτον στην Βαλτιμόρη.

Δημιουργήθηκε λοιπόν η ανάγκη κατασκευής μιας συσκευής που θα μπορούσε να μεταφέρει ήχους και πάνω από όλα την ανθρώπινη ομιλία. Πολλοί ήταν εκείνοι που προσπάθησαν να κατασκευάσουν ένα μηχάνημα που θα μπορούσε να μεταβιβάσει τον ήχο διαμέσου του ηλεκτρισμού.
Αυτό το κατάφερε ο Αμερικανός φυσικός Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ το 1876. Η αρχή λειτουργίας της μηχανής του Γκράχαμ Μπελ ήταν πολύ απλή σε σύγκριση με τις σημερινές πολύπλοκες μηχανές.
Αλεξάντερ Γκράχαμ Μπελ

World of Inventors: Alexander Grahm Bell












Η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε περιελάμβανε μια ελαστική μεμβράνη από σίδηρο, η οποία βρισκόταν μπροστά από σιδηρομαγνητικό πυρήνα, περιτυλιγμένο με μονωμένο αγωγό. Μια γραμμή από δυο καλώδια συνέδεε τη συσκευή αυτή με μια άλλη παρόμοια. Και οι δυο συσκευές χρησιμοποιήθηκαν ως δέκτες και ως πομποί. Στη συσκευή του Μπελ η φωνή έπεφτε πάνω στη μεμβράνη και την έκανε να πάλλεται. Από αυτή την κίνηση της μεμβράνης δημιουργούνταν επαγωγικά κύματα τα οποία μεταφέρονταν διαμέσου καλωδίου στον άλλο μαγνήτη όπου βρισκόταν ο άλλος ομιλητής. Εδώ σχηματίζονταν και πάλι επαγωγικά ρεύματα που κινούσαν τη μεμβράνη. Έτσι ακουγόταν η φωνή από τον άλλο ομιλητή. Η συσκευή αυτή χρησίμευε μόνο για ομιλίες σε κοντινή απόσταση.
*** Κινηματογράφος - Ογκύστ και Λουί Λυμιέρ (1895)
Είναι γενικά δύσκολο να αναδειχθεί ένας μοναδικός εφευρέτης του κινηματογράφου, ως τεχνική της κινούμενης εικόνας. Επί σειρά ετών ο άνθρωπος πειραματίστηκε πάνω στην προσπάθεια απεικόνισης της κίνησης.

Τα σημαντικότερα ίσως επιτεύγματα σχετικά με την ανάπτυξη της κινηματογραφικής τεχνικής έγιναν στα τέλη του 1880, με κυριότερο ίσως, την εφεύρεση του κινητοσκοπίου από τον Ουίλλιαμ Ντίκσον, ο οποίος εργαζόταν στα εργαστήρια του Τόμας Έντισον. Το κινητοσκόπιο, ήταν μία μηχανή προβολής, με δυνατότητα να προβάλλει την κινηματογραφική ταινία σε ένα κουτί, το οποίο ήταν ορατό μόνο από έναν θεατή, μέσω μιας οπής.
κινηματοσκόπιο

φιλμ του κινηματοσκοπίου


















η πρώτη κινούμενη εικόνα που δόθηκε στον Έντισον
"Ο Φρεντ φτερνίζεται"
Στη Γαλλία, οι αδελφοί Ογκύστ και Λουί Λυμιέρ, βασιζόμενοι στο κινητοσκόπιο των Ντίκσον και Έντισον, εφηύραν τον κινηματογράφο (cinematographe) που αποτελούσε μία φορητή κινηματογραφική μηχανή, λήψεως, εκτύπωσης και προβολής του φιλμ. Στις 28 Δεκεμβρίου του 1895, έκαναν και την πρώτη δημόσια προβολή, στο Παρίσι. Η ημερομηνία αυτή αναφέρεται από πολλούς ως η επίσημη ημέρα που ο κινηματογράφος με την σημερινή του γνωστή μορφή έκανε την εμφάνισή του. Εκείνη τη δημόσια προβολή παρακολούθησαν συνολικά 35 άτομα επί πληρωμή και προβλήθηκαν δέκα ταινίες συνολικής διάρκειας περίπου δεκαπέντε λεπτών. Οι πρώτες κινηματογραφικές ταινίες ήταν μικρής διάρκειας, παρουσιάζοντας συνήθως στατικά, μία σκηνή της καθημερινότητας.

αδελφοί Λυμιέρ
*** Ραδιόφωνο Γουλιέλμο Μαρκόνι 
Το 1895, σε ηλικία μόλις 21 ετών o Γουλιέλμο Μαρκόνι συνδυάζοντας το πηνίο του Χερτζ, το φωρατή του Μπρανλί, την κεραία του Ποπόφ και προσθέτοντας τη δικιά του επινόηση, τη «γείωση», πετυχαίνει εκπομπή και λήψη απόστασης πάνω από 100 μέτρα στο πατρικό του κτήμα,τα ραδιοκύματά του δεν μετέδιδαν φωνή αλλά σήματα Μορς.

Ήταν τα Χριστούγεννα του 1906 στην Νέα Υόρκη όταν ο Φάσεντεν μετέδωσε για πρώτη φορά φωνή και μουσική μέσω ραδιοκυμάτων. Αργότερα ήρθε ο ντε Φορέ για να εφεύρει την ηλεκτρονική λυχνία, η οποία ήταν η μόνη "μορφή" ραδιοφώνου για τα επόμενα 50-60 χρόνια. Μέχρι τον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο το ραδιόφωνο είναι ένα μέσο χρησιμοποιούμενο σε ερασιτεχνική βάση και δεν είναι καθόλου ανεπτυγμένο ούτε διαδεδομένο.
Σταθμός στην ιστορία του ραδιοφώνου αποτελεί η έμπνευση ενός Αμερικανού, του Φρανκ Κόνραντ (Frank Conrad), ο οποίος εργαζόταν ως μηχανικός και ερασιτεχνικά ασχολείτο με το ραδιόφωνο και τον αθλητισμό. Ο Κόνραντ τυχαία "βγήκε στον αέρα" με το ραδιόφωνο για να μεταδώσει τα αποτελέσματα των αγώνων. 

File:Girl listening to radio.gif
*** Πτήση αεροπλάνου -  
Στους αδελφούς Ράιτ αποδίδεται η εφεύρεση και κατασκευή του πρώτου επιτυχημένου αεροπλάνου στον κόσμο και η πραγματοποίηση της πρώτης ελεγχόμενης, μηχανικά προωθούμενης και με διάρκεια, βαρύτερης από τον αέρα, ανθρώπινης πτήσης στις 17 Δεκεμβρίου 1903 διήρκεσε 12 δεευτερόλεπτα και διήνυσε μια απόσταση περίπου 36 μέτρων. 
File:First flight2.jpg
ο Γουίλμπουρ  Ράιτ στην πρώτη πτήση το 1903 

File:WrightGlidersSideBySide.jpg
δοκιμές πτήσεις χωρίς επιβάτη
*** Ηλεκτρονικός υπολογιστής 
Το 1946 κατασκευάστηκε σε ένα πανεπιστήμιο της Πενσιλβανίας ο πρώτος αριθμητικός ηλεκτρονικός υπολογιστής (Η/Υ) με το όνομα ENIAC που είχε μεγάλο όγκο, έκανε τρομακτικό θόρυβο, και κατανάλωνε πολλή ενέργεια.Ο ENIAC σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε υπό την εποπτεία των Τζον Μόχλι και Τζον Έκερτ.

Ζύγιζε 30 τόνους και καταλάμβανε 63 τετραγωνικά μέτρα χώρο. Κατανάλωνε 140 κιλοβάτ ισχύ.Ο προγραμματισμός του γινόταν με τη ρύθμιση 6.000 διακοπτών πολλών θέσεων και με την σύνδεση ενός πλήθους υποδοχών με καλώδια . Αυτό αποτελούσε και το μεγάλο του πρόβλημα καθώς έπρεπε να προγραμματίζεται με το χέρι, ανοίγοκλείνοντας διακόπτες και βραχυκυκλώνοντας τις υποδοχές με τα συνδετικά καλώδια.
Όμως, ήταν σημαντικά ταχύτερος από οποιοδήποτε άλλον ηλεκτρομηχανικό υπολογιστή της εποχής του, καθώς μπορούσε να εκτελέσει 5.000 προσθέσεις ανά δευτερόλεπτο.
Αρχείο:Two women operating ENIAC.gif
ENIAC, ο πρώτος Ηλεκτρονικός Υπολογιστής γενικής χρήσης.
Πολύ σημαντική ιστορική στιγμή ήταν η ανακάλυψη του τρανζίστορ το 1947, καθώς κατάργησε τις λυχνίες κενού που χρησιμοποιούνταν μέχρι τότε γκαι οδήγησε έτσι στη δραματική μείωση του μεγέθους των κυκλωμάτων και κατά συνέπεια των υπολογιστών.
Αρχείο:Eniac.jpg
Έτσι στην εποχή μας οι υπολογιστές είναι μικρότεροι, πολύ ισχυροί, δεν καταναλώνουν πολλή ενέργεια.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου