مهم‌ترین اختراع هایی که زندگی انسان‌ها را دگرگون کردند

در طول تاریخ دانشمندان توانستند دستگاه‌هایی را اختراع کنند که زندگی بشر را به طور کامل دگرگون کرده است. از مهم‌ترین این اختراع‌ها می‌توان به ساخت چرخ، برق، خودرو، تلفن و اینترنت اشاره کرد. در ادامه با ۲۰ اختراع مهم و بزرگ بشر آشنا می‌شویم.

تمدن بشری به واسطه مجموعه‌ای از اختراع‌ها و فناوری‌های ساخته دست انسان‌ها دگرگون شده است. از این رو در این مقاله شما را با ۲۰ اختراع بشر آشنا می‌کنیم که باعث شده‌اند زندگی افراد در طول تاریخ متحول شود. این اختراع ها زندگی بشر را از حالت دشوار به سمت آرامش و رفاه سوق داده است.

مهم‌ترین اختراع های دست بشر

چرخ

از مهم‌ترین اختراع های بشر می‌توان به چرخ اشاره کرد که آن را به عنوان یکی از عجایب مهندسی نیز می‌شناسند که توانسته است زندگی بشر را دگرگون سازد. از فواید آن می‌توان به آسان‌تر کردن مسافرت و حمل و نقل اشاره کرد. بر اساس بررسی متعدد باستان‌شناسان ساخت چرخ به حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد. این ابزار گرد از کاربردهای متعددی بهره می‌برد که که ابتدایی‌ترین و مهم‌ترین آن کاهش اصطکاک و آسان‌تر کردن حرکت محسوب می‌شود.

قطب نما

تاریخ اختراع قطب نما بر اساس گمانه‌زنی‌های مختلف به سال ۱۰۵۰ سال قبل از میلاد برمی‌گردد که برخی بر این باورند چینی‌ها توانستند آن را اختراع کنند. البته در سال ۱۸۲۵ شناخت الکترومغناطیسی باعث شد تا قطب نماهای پیشرفته ساخته شوند. از این وسیله مهم برای جهت‌یابی استفاده می‌شود که به کمک میدان مغناطیسی زمین جهت قطب شمال را به کاربر نشان می‌دهد. البته قطب شمال قطب نما همان قطب شمال مغناطیسی زمین است که مقداری با شمال حقیقی فاصله دارد، از این رو زاویه میان شمال حقیقی با شمال مغناطیسی را میل مغناطیسی می‌دانند. در حال حاضر برای تعیین شمال حقیقی از قطب نماهای پیشرفته مانند قطب نمای ژیروسکوپی استفاده می‌کنند.

خودرو

اولین خودرو مدرن در سال ۱۸۸۶ توسط کارل بنز (Karl Benz)، مخترع آلمانی توسعه پیدا کرد، اما خودرو همیشه به صورت گسترده‌ای در دسترس عموم قرار نداشت. سال ۱۸۸۶ را به عنوان سال تولد خودروهای مدرن امروزی می‌شناسند که در این سال پتنت موتور واگن از سوی کارل بنز ارائه شد. در سال ۱۹۰۸ نیز هنری فورد مدل تی را طراحی کرد که به واسطه آن در زمان کوتاهی خودروهای موتوری جای کالسکه‌ها را گرفتند.

در سال ۱۸۷۴ میلادی زیگفرد مارکوس در شهر وین اولین خودرو را با موتور برون‌سوز طراحی کرد که در واقع یک موتور کوچک بر روی یک گاری کوچک قرار داشت. بعدها نام موتور بخار یا موتور برون‌سوز را برای موتور این خودرو در نظر گرفتند، اما مدتی بعد موتورهای برون‌سوز به موتورهای درون‌سوز تبدیل شدند. در داخل سیلندر موتورهای درون سوز مخلوط هوا و گاز به وسیله جرقه محترق می‌شوند. نخستین مدل موتور احتراق داخلی توسط نیکلاس اتو، یک مهندس آلمانی طراحی شد. در واقع موتورهای امروزی یک مدل تکامل یافته از این موتور محسوب می‌شوند.

البته باید بدانید برخی از مردم هنری فورد را به عنوان مخترع خودرو می‌شناسند؛ این اشتباه زمانی به وجود آمد که هنری فورد ایده تولید خودروهای ارزان‌قیمت را عملی کرد و مردم عادی توانستند به این وسیله نقلیه دسترسی پیدا کنند. هنری فورد در سال ۱۸۹۱ یک موتور کوچک گازوئیلی را طراحی کرد و ۳ سال پس از آن توانست یک خودور گازوئیلی بسازد که آن را کالسکه بدون اسب می‌شناختند. ۵ سال پس از این اختراع هنری فورد توانست خودروهای مدل A و مدل T را بسازد و سرانجام پروژهای آن باعث شد یک خط تولید و مونتاژ بزرگ شکل گرفته و دسترسی عموم به خودروهای سریع‌تر و اقتصادی‌تر مهیا شود. مدل T هنری فورد در همه ایالت‌های آمریکا مورد استفاده قرار گرفت؛ در واقع موتور آن به مقداری قدرتمند بود که می‌توانست به آسانی از مسیرهای ناهموار عبور کند. همچنین این مدل از قابلیت تعمیر آسان برخوردار بود و یک کشاورز می‌توانست با کمی تمرکز قطعات خراب شده آن را تعویض کند. در آن زمان مردم می‌توانستند با پرداخت ۸۵۰ دلار یک خودرو را خریداری کنند. البته به نظر برای مردم عادی گران به نظر می‌رسد، اما باید بدانید نسبت به خودروهای زمان خود بسیار ارزان‌قیمت محسوب می‌شد.

موتور بخار

موتور بخار عملیاتی برای نخستین بار توسط توماس سوری در سال ۱۶۹۸ اختراع شد. وی توانست با این اختراع به شهرت زیادی برسد؛ زیرا وسیله‌ای که او اختراع کرده بود زندگی بشر را متحول ساخت. مدتی بعد جیمز وات (James Watt) با حمایت‌های همسرش مارگارت میلو، دکتر جان روباک و یک کارخانه‌دار ثروتمند به نام ماتیو بالتی توانست اولین موتور بخار تجاری را در سال ۱۷۸۱ بسازد که در صنایع انگلیسی بزرگ‌ترین انقلاب را به وجود آورد. این موتورها طی دهه ۱۸۰۰ میلادی باعث شدند در صنعت حمل و نقل، کشاورزی و تولید تحول بزرگی شکل بگیرد.

قدمت استفاده از بخار آب برای تولید نیروی حرکتی حدود ۲۰۰۰ سال است، اما تا قبل از ۳۰۰ سال پیش دستگاه‌های بخار در حوزه نیروی مکانیکی به عنوان یک دستگاه مهم محسوب نمی‌شدند. پس از اینکه استفاده از بخارهای پرفشار توسعه پیدا کرد و مخترعان توانستند آنها را به نیروهای خطی و دورانی تبدیل کنند، نیروی مورد نیاز بسیاری از خودروها به این گونه تامین شد. چنین دستگاه‌هایی در هر مکانی که آب و سوخت نظیر زغال سنگ مهیا باشد، کارایی خوبی خواهند داشت. در حال حاضر  حدود ۸۰ درصد برق تولیدی جهان توسط توربین‌های بخار مدرن با سوخت‌های مختلف تامین می‌شود.

بتن

یکی از مواد خاص ساخت دست بشر، بتن است. در واقع بتن یک ماده مرکب به شمار می‌رود که از ترکیب کامپوزیتی سفت با سیمان مایع تشکیل می‌شود و پس از مدتی بسیار سخت و محکم خواهد شد. بیشترین بتن‌های مورد استفاده را آهک، بتن آسفالت و بتن‌های پلیمری شامل می‌شود. در گذشته سنگ آهک به عنوان یک سیمان خام استفاده می‌شد، اما سرانجام بتن مدرن با پیشرفت مواد و ترکیبات تولید شد. یکی از اجزای اصلی بتن سیمان است که در سال ۱۳۰۰ قبل از میلاد ساخته شد. در حال حاضر نیز از پرکاربردترین مصالح ساختمانی به بتن اشاره می‌کنند؛ ارزان بودن و در دسترس بودن مواد اولیه به عنوان ویژگی‌های اصلی بتن محسوب می‌شود.

برای تولید انواع بتن انجام مواردی چون حرارت، بخار، اتوکلاو، تخلیه هوا، فشار هیدرولیکی ویبره و قالب نیاز است. بتن از مخلوط آب و سنگ‌دانه‌های مختلف ایجاد می‌شود که واکنش آب با سیمان در شرایط محیطی ویژه‌ای رخ می‌دهد. نوع دانه‌ها و تراکم قطعه در وزن بتن تاثیرگذار است؛ در واقع هرچه دانه‌های سنگی سبک‌تر باشند، قطعه سبک‌تر خواهد بود و تاب مکانیکی کمتری را به وجود می‌آورد. نخستین ساختارهای بتنی توسط تاجران و بادیه‌نشینان نواحی جنوبی سوریه و شمال اردن در حدود ۶۵۰۰ سال قبل از میلاد ایجاد شد. اهمیت آهک هیدرولیکی در ۷۰۰ سال قبل از میلاد مورد توجه قرار گرفت که همین موضوع باعث شد کوره، زمین‌های بتنی و مخازن ضد آب زیرزمینی شکل بگیرند.

بنزین

صنعت خودرو تحول خود را به نوعی مدیون بنزین است. بنزین یکی از مشتقات سوختی نفت محسوب می‌شود که در آمریکا آن را به اختصار گاز و در سایر کشورهای جهان آن را بنزین می‌شناسند. این مایع شفاف و مشتق شده از نفت به عنوان سوخت ضروری موتورهای احتراق داخلی محسوب می‌شود. اولین چاه نفتی در سال ۱۸۵۹ در پنسیلوانیا توسط ادوین دریک (Edwin Drake) استخراج شد. البته عملیات تقطیر باعث تولید بنزین شد، اما وی به دلیل اینکه از این موضوع اطلاع نداشت به آن توجه نکرد. بنزین تا سال ۱۸۹۲ به رسمیت شناخته نشد تا اینکه در ۵ سپتامبر سال ۱۸۸۵ اولین پمپ بنزین توسط سیلوانوس بوسر (Sylvanus Bowser ) تاسیس شد.

راه آهن

اکنون تعداد زیادی مسافر یا بارهای سنگین به واسطه راه آهن در مسافت‌های طولانی جابه‌جا می‌شوند. تاریخچه تولید قطارهای مدرن به حدود ۲۰۰ سال قبل برمی‌گردد، اما واگن‌های قدیمی در طول سال‌های ۱۵۰۰ تا ۱۸۰۰ در اروپا مورد استفاده قرار می‌گرفتند که بیشتر در معدن از آنها بهره‌برداری می‌شد. محققان پس از اختراع موتور بخار توانستند برای طراحی واگن‌ها اقدامات مختلفی را انجام دهند. سرانجام در اواخر دهه ۱۸۲۰ شبکه‌های قطار به شکل تجاری راه‌اندازی شدند و اولین خط آهن و لوکوموتیو راکت را جورج استیفنسن (George Stephenson) اختراع کرد. این مخترع توانست با نیروی بخار نیروی حرکتی لوکوموتیو را تامین کند. گفتنی است وی برای ساخت این لوکوموتیو حدود ۱۵ سال از عمر خود را صرف کرد.

هواپیما

بدون شک اختراع هواپیما زندگی بشر را با کوتاه کردن فاصله‌ها دگرگون ساخت. اولین هواپیمای جهان در سال ۱۹۰۳ توسط ویلبر و ارویل رایت توسعه پیدا کرد. این در حالی است که خودروهای پرنده از زمان داوینچی یک رویا محسوب می‌شدند، اما برادران رایت توانستند این رویا را محقق سازند. آنها برای ساخت هواپیما مدت‌ها بر روی گلایدرها و وسایل نقلیه شبیه به آن فعالیت می‌کردند تا اینکه آنها در روزنامه خبری مبنی بر فوت یک گلایدر سوار را خواندند و تلاش کردند تا تفاوتی را رقم بزنند. آنها در سال ۱۸۸۹ میلادی یک نمونه توسعه یافته از گلایدر را آزمایش کردند و در تابستان ۱۹۰۱ نیز اولین گلایدر واقعی آنها مورد آزمایش قرار گرفت، اما پرواز وسیله آنها با موفقیت همراه نبود. آنها بر روی این پروژه مطالعات زیادی را انجام دادند و توانستند مشکلات محاسباتی خود را برطرف کنند. در نهایت اولین هواپیمای برادران رایت در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ در آسمان پرواز کرد.

برق

از یکی از نیازهای اساسی زندگی در حال حاضر می‌توان به برق اشاره کرد. اولین روش علمی تولید برق توسط آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) کشف شد. یک دانشمند بریتانیایی به نام مایکل فارادی (Michael Faraday) توانست اصول اساسی تولید برق را کشف کند. در واقع کشف القایی الکترومغناطیسی توانست مصرف انرژی را کاهش دهد. هم‌اکنون برق را به عنوان ستون فقرات جامعه مدرن صنعتی محسوب می‌کنند.

باتری

قدمت باتری بسیار زیاد است در واقع اختراع آن به دوران امپراتوری پارت‌ها در حدود ۲ هزار سال قبل بر می‌گردد. در باتری‌های قدیمی یک شیشه رسی به همراه یک محلول سرکه بود که در آن یک سیلندر مسی قرار می‌دادند. عده‌ای معتقد هستند که از چنین باتری برای آبکاری الکترولیتی نقره استفاده می‌شد. نخستین باتری الکتریکی توسط الساندرو ولتا (Alessandro Volta) ساخته شد. در سال ۱۸۰۲ نیز ویلیام کروک شانک (Cruickshank William) باتری الکتریکی را به مرحله تولید انبوه رساند. در سال ۱۸۸۹ هم ولدمار یانگنر (Waldemar Jungner) باتری نیکل کادمیوم (NiCd) را ساخت.

چاپ فشاری

چاپگرهای قدیمی باعث شدند که اطلاعات به آسانی در جهان منتقل شوند. یوهانس گوتنبرگ (Johannes Gutenberg) در ماینتز آلمان نخستین ماشین چاپ را در سال ۱۴۴۰ توسعه داد. این مخترع را بعضا به عنوان مخترع صنعت چاپ نیز می‌شناسند، اما وی در واقع نخستین روش استفاده از حروف چاپی قابل حمل و ماشین چاپ را ارائه داد که این اقدام وی باعث شد سرعت و دقت در چاپ افزایش پیدا کند.

جهان وب

اینترنت را به عنوان یک زیرساخت شبکه می‌شناسند، اما شبکه جهانی وب روشی برای دسترسی به اطلاعات در رسانه‌های اینترنتی محسوب می‌شود. از تیم برنرز لی (Tim Berners Lee) به عنوان پدر وبسایت جهانی یاد می‌کنند که یک دانشمند کامپیوتر بریتانیایی بود. وی زمانی که به عنوان یک مهندس نرم افزار در سازمان اروپایی پژوش‌های هسته‌ای واقع در ژنو سوئیس مشغول به کار بود، دریافت که در به اشتراک‌گذاری اطلاعات مشکلاتی وجود دارد.

در ۲۵ دسامبر ۱۹۹۰ تیم برنرز لی به کمک رابتر کی‌لیو و یک دانشجوی جوان در سرن توانست نخستین ارتباط موفقیت‌آمیز میان یک میزان و کاربر پروتکل انتقال ابرمتن را به واسطه اینترنت برقرار سازد. وی از URI ،HTTP و HTML مشخصاتی را استخراج کرده بود که به عنوان فناوری وب منتشر شد. تیم برنرز لی بر این باور است که اینترنت منعکس کننده بشریت محسوب می‌شود و در کنار تمام زیبایی‌ها و زشتی‌هایی که دارد، از اهمیت بالایی برخوردار است و باید آن را یکی از موارد حقوق بشر دانست.

خودپرداز

از یکی از مهمترین چیزهایی که تاکنون بشر اختراع کرده است می‌توان به دستگاه خودپرداز (Automatic Teller Machine) اشاره کرد. در حال حاضر دستگاه‌های خودپرداز توانسته‌اند مفهوم بانکداری را دستخوش تغییر کنند. گفتنی است هم‌اکنون در سراسر جهان حدود ۳ میلیون دستگاه عابر بانک به صورت فعال وجود دارد. مشتریان می‌توانند به واسطه خودپردازها انواع معاملات چون برداشت پول نقد و انتقال وجه را به آسانی در زمان کوتاهی انجام دهند. بسیاری از کارشناسان بر این باورند که نخستین دستگاه خودپرداز توسط لوتر جرج سیمیجیان (Luther George Simjian) ساخته شده است و برای آن نام بانکوگراف (Bankograph) را در نظر گرفت. جان شپرد بارون (John Shepherd-Barron) در سال ۱۹۶۷ توانست دستگاه فروش خودکار پول به نام بارکلیز (Barclays) را توسعه دهد. نخستین دستگاه خودپرداز در آمریکا نیز توسط مهندس دالاس دونالد وتزل (Dallas Donald Wetzel) طراحی شد.

تلفن و گوشی موبایل

در ۱۰ مارس ۱۸۷۶ جمله آقای واتسون، بیاید اینجا با شما کار دارم، به عنوان نخستین جمله‌ای بود که از سوی مخترع تلفن بیان شد. الکساندر گراهام بل به واسطه دستگاه تلفن توانست با دستیار خود به نام توماس واتسون تماس بگیرد. در دهه ۱۹۸۰ با ورود تلفن ارتباطات گسترده‌ای در جهان رخ داد. البته انقلاب صنعت تلفن خود را مدیون شبکه سلولی (cellular network) می‌داند. نخستین گوشی موبایل (handheld device) در سال ۱۹۷۳ توسط جان اف میچل (John F. Mitchell) و مارتین کوپر (Martin Cooper) از شرکت آمریکایی موتورولا (Motorola) رونمایی شد.

ربات

کارهای سخت، تکراری و در بعضی مواقع خطرناک توسط دستگاه‌های رباتیک انجام می‌شود. ربات طیف گسترده‌ای از وسایل مختلف را شامل می‌شود. در سال ۱۹۲۱ کارل چاپک نویسنده اهل جمهوری چک برای نخستین بار در نمایشنامه کارخانه ربات‌سازی روسوم (R.U.R) از کلمه ربات استفاده کرد و این کلمه در جهان شناخته شد. آیزاک آسیموف، نویسنده‌ علمی و تخیلی در سال ۱۹۴۲ کلمه رباتیک را در داستان کوتاه خودرو سبک (Runabout) استفاده کرد. در دهه ۱۹۵۰ نخستین ربات صنعتی Unimate توسط جورج سی. دوول (George C. Devol) ساخته شد و به این گونه اساس ربات‌های مدرن شکل گرفت. وی در پایه‌گذاری نخستین شرکت رباتیک به نام جرج دوول نیز همکاری‌هایی داشته است و در طول زندگی خود توانست حق امتیاز ۴۰ اختراع را به نام خود به ثبت برساند. جوزف اف. انگلبرگر (Joseph Engelberger) در اواخر دهه ۱۹۶۰ توانست حق ثبت اختراع اولین شرکت رباتیک را کسب کند و ربات‌های صنعتی متعددی را به مرحله تولید برساند که به همین دلیل او را به عنوان پدر رباتیک می‌شناسند.

اسلحه

برخی اسلحه را یک اختراع جالب و برخی نیز آن را بسیار وحشتناک می‌دانند. سلاح‌ها از زمان باستان به عنوان ابزارهای اولیه زندگی انسان بودند و این وسیله توانست زندگی انسان را متحول سازد. برای نخستین بار در قرن ۱۳ میلادی چینی‌ها از یک اسلحه گرم استفاده کردند. تفنگ فیتیله‌ای (matchlock) به عنوان نخستین جنگ‌افزارهای دستی آتشین محسوب می‌شد. برای نخستین بار در اواخر قرن دهم هجری و اواسط قرن شانزدهم تفنگ در ارتش اسپانیا مورد استفاده قرار گرفت. به تدریج سلاح‌ها نیز پیشرفته‌تر شدند و در جنگ داخلی آمریکا از مسلسل گاتلینگ که توسط ریچارد جی گاتلینگ (Richard J. Gatling) اختراع شده بود، استفاده شد. مسلسل گاتلینگ نوعی از اسلحه است که دارای چند لوله بوده و در زمان شلیک لول‌ها در حول مرکزی می‌چرخند.

ترانزیستور

در هر ابزار الکترونیکی مدرن قطعه ترانزیستور جزو اجزای مهم محسوب می‌شود. ژولیوس ادگار لیلینفلد (Julius Lilienfeld) فیزیکدان و مخترع آلمانی-آمریکایی در سال ۱۹۲۶ توانست یک ترانزیستور اثر میدان (field-effect transistor) را اختراع کند. ترانزیستور اثر میدان، گروهی از ترانزیستورها به شمار می‌رود که اساس کار کنترل جریان در آنها به کمک یک میدان الکتریکی انجام می‌شود. از آنجایی که در این ترانزیستورها فقط یک نوع حامل بار در ایجاد جریان الکتریکی تاثیر گذارند، می‌توان آنها را در ردیف ترانزیستورهای تک‌قطبی شناخت که در برابر ترانزیستورهای دوقطبی جای دارند. اولین ترانزیستور عملی آزمایشگاه بل توسط جان باردین (John Bardeen)، والتر براتین (Walter Brattain) و ویلیام شوکلی (Walter Brattain) در سال ۱۹۴۷ توسعه پیدا کرد. هر سه آنها در سال ۱۹۵۶ به واسطه این مطالعه توانستند جایزه نوبل فیزیک را دریافت کنند. در حال حاضر ترانزیستورها به عنوان اجزای اصلی مدار دستگاه‌های الکترونیکی متعددی چون تلویزیون، گوشی های موبایل و کامپیوترها محسوب می‌شوند.

پرتو ایکس

پیش از معرفی پرتو ایکس باید بگوییم که پرتو ایکس به عنوان پدیده‌ای طبیعی محسوب می‌شود و توسط انسان اختراع نشده است، اما نکته حائز اهمیت این است که انسان‌ها آن را به صورت تصادفی کشف کرده‌اند. پرتو ایکس قطعا یکی از پیشرفت‌های علم پزشکی محسوب می‌شود. ویلهلم کنراد رونتگن (Wilhelm Conrad Röntgen)، استاد فیزیک دانشگاه ولفسبورگ آلمان در ۸ نوامبر ۱۸۹۵ میلادی در زمانی که بر روی اشعه کاتدیک با لوله کروکس-هیتورف (crookes hittorf tube) در حال آزمایش بود و تصمیم بر آن داشت تا متوجه شود که آیا اشعه کاتد قادر است از شیشه عبور کند یا خیر، فلورسنس درخشانی را مشاهده کرد. وی بلافاصله اشعه نوینی به مراتب نافذتر از اشعه کاتدیک را شناسایی کرد. وی این ایده را به طور دقیق مورد بررسی قرار داد و سرانجام برای آن نام اشعه ایکس را در نظر گرفت.

رایانه

اولین ایده یک ماشین محاسبه‌گر برنامه‌پذیر توسط چارلز بابیج (Charles Babbage) فیلسوف، تحلیلگر و ریاضیدان انگلیسی مطرح شد. از این رو وی را به عنوان پدر رایانه می‌شناسند. وی توانست در اوایل قرن نوزدهم اولین رایانه مکانیکی را طراحی و اختراع کند. بعدها آلن ماتیسون تورینگ (Alan Mathison Turing) به واسطه اختراعات خود به عنوان پایه‌گذار رایانه مدرن لقب گرفت. همچنین این دانشمند رایانه، منطق‌دان، فیلسوف، زیست-ریاضیدان و رمزنگار انگلستانی را به عنوان پدر علم محاسبه نوین و هوش مصنوعی نیز می‌شناسند و به افتخار وی مهم‌ترین جایزه علمی رایانه را جایزه تورینگ نامیدند.

کارت اعتباری

رالف شیندر (Ralph Schneide) و فرانک مک نامارا (Frank McNamara) مالکان شرکت داینرز (Diners) در سال ۱۹۵۰ ایده ساخت کارت‌های اعتباری را برای نخستین بار مطرح کردند. شرکت داینرز با چند رستوران قراردادی را منعقد کرد تا سرویس پرداخت منحصربه‌فردی را ارائه دهند. به واسطه این قرارداد مشترکان می‌توانستند با ارائه کارت داینرز از سرویس رستوران استفاده کنند و در پایان ماه به این شرکت بدهی خود را بپردازند.