Бензиновый двигатель и цветное фото: Топ-5 малоизвестных русских открытий, которые изменили мир
У молодого поколения современных русских людей может возникнуть ощущение, что все открытия в мире совершили американцы, европейцы, китайцы или японцы. И ощущение это в корне ошибочно. Западная цивилизация действительно богата на открытия, как и народы Азии или Востока.
Так, например, китайцы изобрели порох, а персидский учёный Абу Бакр ар-Рази, известный также как Разес, ещё в IX веке составил медицинскую энциклопедию, которая затем была переведена на латынь и в течение нескольких веков служила основным пособием для врачей во всём мире. Запад же, как кажется, дал миру современную технику, промышленную революцию Нового времени, мануфактуры и фабрики, да и вообще именно к западной цивилизации принадлежали Исаак Ньютон, Альберт Эйнштейн, Галилео Галилей и многие другие учёные.
Однако русский мир, который всегда был своего рода связующим звеном между цивилизациями, дал миру радио, первого человека в космосе и первый спутник, телевидение, а также множество других открытий и изобретений, которые нам всем хорошо известны. Сегодня большинство людей так сильно привыкают к прочно вошедшим в жизнь изобретениям, что даже не задаются вопросом о том, кто является создателем какого-либо объекта, первооткрывателем физического принципа или закона, и в какой степени всё это придумано русскими людьми.
Электрические лампы Лодыгина и Яблочкова
Изобретателем первой лампы электрического света принято считать американца Томаса Алву Эдисона, но такой громкий титул он заслуживает лишь отчасти. Известно, что до того как создать первую лампочку, Эдисон подробно изучил лампы, которые к тому моменту уже производились в России на фабрике Александра Лодыгина, а также лампы Павла Яблочкова, освещавшие улицы европейских городов.
При этом первым человеком, который придумал пропустить электрический ток по двум стержням из древесного угля, стал тоже русский учёный – это в 1802 году сделал профессор физики Василий Владимирович Петров.
Лодыгин и Яблочков взяли на вооружение принцип Петрова и доработали его. При этом оба изобретателя пошли по разным путям в создании своих ламп: Лодыгин быстро отказался от электрической дуги между двумя стержнями, так как не сумел добиться равномерного и длительного свечения угольных нитей, а Яблочков создал устойчивую световую дугу, которая не гасла благодаря механическому регулятору в лампе, сближавшему угольные стержни по мере их сгорания.
Павел Яблочков. Фото: Mary Evans Picture Library / Globallookpress
Лодыгин же начал эксперименты по свечению внутри стеклянной колбы одного угольного стержня. Затем он добавил в лампу второй стержень, который загорался после того как гас первый. Инженер добился работы такой лампы в течение нескольких часов. Вообще изобретение Лодыгина произвело настоящий фурор, после чего он основал «Товарищество электрического освещения Лодыгин и компания», которое в 1873 году представило широкой публике фонарь для освещения комнаты, сигнальный фонарь для железных дорог, подводный фонарь и уличный фонарь.
Андрей Ткачев: Бытовые вещи, которые придумали монахи
Протоиерей Андрей Ткачев об изобретениях монастырей, которые живы до сих пор
Яблочков же упорно продолжал эксперименты с электрической дугой в стеклянной лампе. Главной задачей для себя он видел создание яркого источника света и предложил сделать фонарь для паровоза поезда Александра II. И Яблочков создал этот удивительный фонарь, который впоследствии он «отучил» от регулятора, сближавшего угольные стержни: в лампе было поставлено два стержня, разделённых фарфором, который не пропускал ток. В 1876 году лампа Яблочкова была запатентована, инженер открыл в Москве мастерскую физических приборов.
Лампа Яблочкова прижилась и за границей, куда инженер уехал после того как его фабрика разорилась. В Париже он основал новое производство, и вскоре улицы столицы Франции были освещены «свечами Яблочкова», которые также ставили в магазинах, портах и в театрах. Набережная Темзы в Лондоне также была освещена фонарями Яблочкова, их установили и в корабельных доках. Изобретение русского инженера за границей называли «русским светом».
Обратим внимание, что свои лампы Лодыгин изготовил в 1873 году, Яблочков запатентовал свои в 1876 году, после чего ими были освещены города Европы. Томас Эдисон закончил создание своей первой лампы лишь три года спустя – 21 октября 1879 года. Однако считается, что именно Эдисон смог сделать первую лампу с прочной нитью накаливания и высоким вакуумом внутри, что в итоге позволило создать систему электрического освещения, которая стала массовой. Тем не менее факт остаётся фактом – первые лампы появились именно в Российской Империи.
Цветная фотография Проскудина-Горского
Ещё одним важным достижением конца XIX века стало изобретение цветной фотографии. Опыты в этом отношении проводились и за границей. В Российской Империи ими занимался ученик Дмитрия Менделеева, химик, фотограф, член Императорского Русского географического общества, а также Русского технического и Русского фотографического обществ Сергей Михайлович Проскудин-Горский.
Проскудин-Горский с юных лет интересовался живописью, а затем и фотографией. С 1897 года он начал проводить фотографические опыты по различным техническим аспектам фотографии – печати с негативов и возможностям ручных фотоаппаратов. В этот период Проскудин-Горский стал признанным русским авторитетом в мире фотографии, читал лекции и выступал с докладами в Русском техническом обществе, которое уже в 1902 году отправило на Всемирную Парижскую выставку чёрно-белые фотографии Проскудина-Горского.
Учёный затем задался целью изобрести метод цветной фотографии и начал опыты в этом направлении. Для этого он поехал в Германию, где в течение полутора месяцев обучался в фотомеханической школе в Шарлоттенбурге в классе доктора Адольфа Мите. На основе метода Мите Проскудин-Горский уже в 1902 году создал первые цветные диапозитивы.
Однако настоящее открытие русский учёный-химик сделал несколько позже. В 1905 году Проскудин-Горский в результате опытов изобрёл, а затем запатентовал собственный сенсибилизатор, который превосходил по качеству передачи цвета все известные на тот момент мировые аналоги, включая сенсибилизатор Мите. Главное, чего добился русский учёный, – одинаковая чувствительность бромосеребряной пластины ко всему цветовому спектру.
Цветная фотография Льва Толстого, сделанная Прокудиным-Горским в Ясной Поляне 23 мая 1908 года. Фото: Russian look / Globallookpress
В 1903 году Проскудин-Горский совершил поездку в княжество Финляндское, где сделал первые цветные фотоснимки. По качеству цветовоспроизведения они оказались лучше, чем те фотографии, которые удавалось сделать европейским фотографам. С 1905 года фотограф совершил несколько поездок по Российской Империи. Из первого фотографического турне он привёз более 400 цветных фотоснимков Киева, Крыма и Кавказа, а затем разработал принцип печати снимков на открытках.
Годом позднее Проскудин-Горский поехал в Европу, где читал лекции на научных конгрессах и принимал участие в фотовыставках в главных европейских столицах. Западные учёные оценили вклад русского коллеги и наградили Проскудина-Горского медалью «За лучшую работу» на Международной выставке в Антверпене.
Передача цвета по принципу Проскудина-Горского была настолько точной, что сделанные им в 1908 году снимки древних ваз из коллекции Эрмитажа впоследствии использовались для реставрации утраченного цвета экспонатов.
После 1917 года учёный уехал за границу. Там он писал статьи для British Journal of Photography, а также получил патент на фотоаппарат для цветной кинематографии. С 1922 года Проскудин-Горский работал вместе с братьями Люмьер, а в 1930-х годах читал лекции во Франции.
Русского учёного не совсем корректно называть изобретателем цветной фотографии, однако именно Проскудин-Горский внёс огромный вклад в процесс её становления во всём мире. Кроме первого в истории способа высокоточной цветопередачи он разработал технологию тиражирования фотографий на открытках.
Андрей Ткачев: Кто придумал "до-ре-ми"?
Христианство создало нашу культуру, в том числе и музыкальную грамоту
Двигатель Костовича
Как это ни удивительно, но первый бензиновый двигатель появился также в России, хотя это был не первый двигатель внутреннего сгорания в мире. Бензиновый двигатель создал Огнеслав Степанович Костович – знаменитый русский конструктор и автор изобретений в разных областях техники, придумавший не только подводную лодку, дирижабль, но и самолёты, а также фанеру.
Костович был сербом по происхождению, и, окончив Высшее техническое училище и школу судовождения, поступил на службу в русский флот. В ходе русско-турецкой войны, в 1877 году, командовал десантным кораблём на Дунае.
Фото: Russian look / Globallookpress
Основным достижением Костовича считается конструирование многоцилиндрового бензинового двигателя, который предназначался для дирижабля «Россия». Отцами двигателя внутреннего сгорания по праву считают француза Этьена Ленура, а также немцев Готтлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха. Однако именно Костович в 1883 году впервые спроектировал и построил бензиновый четырёхтактный двигатель мощностью 80 л.с. Мотор весил всего 15 пудов, или 240 кг, тогда как лучший на тот момент немецкий двигатель при мощности в 14 л.с. весил 420 кг.
В своём двигателе Костович впервые применил принцип электрического зажигания, а также встречное движение поршней в оппозитно расположенных цилиндрах – ноу-хау того времени. Впоследствии по этой схеме стали производить дизельные двигатели. При этом Костович был первым, кто предложил использовать в качестве топлива бензин, который тогда применялся лишь домохозяйками для выведения пятен.
В двигателе Костовича смесь топлива с воздухом поступала в цилиндры по четырём патрубкам, в зажигании использовался ток низкого напряжения и подвижные контакты, цилиндры имели водяное охлаждение. Изобретатель придумал и смазочные маслёнки, а также снабдил мотор маховиком большого размера для равномерной работы. Костович запатентовал свой двигатель в 1888 году в США и Великобритании, в России же двигатель был запатентован четыре года спустя.
К изобретениям Костовича также относится и фанера, которую он назвал «арборитом». Из этого материала должна была состоять оболочка дирижабля «Россия». Отметим здесь, что сам дирижабль также не имел аналогов в мире – первый твёрдый летательный аппарат таких размеров создавался на 20 лет раньше, чем детище немца Фердинанда Цеппелина.
Костович при создании фанеры разработал способ разделения древесины на слои без разрушения её структуры, а затем склеивания их по принципу взаимного перекрещивания направления волокон. Для склеивания фанеры он использовал им же изобретённый клей, который хорошо проникал в волокна распаренной древесины, делал её прочной и не поддающейся гниению.
Костович недоделал дирижабль «Россия», однако вошёл в историю как конструктор первых моделей самолётов, на которые он планировал ставить свои двигатели, а также чертежей первой подводной лодки.
Цифровая эра Алфёрова
Одним из самых известных русских учёных-физиков является лауреат Нобелевской премии Жорес Иванович Алфёров. Его вклад в мировую науку и прогресс человечества трудно переоценить. Многие ещё со школьной скамьи знают, что Жорес Иванович разработал полупроводниковую гетероструктуру и быстрые оптоэлектронные компоненты. Однако подобные формулировки нуждаются в расшифровке и описании практического смысла того, что открыл этот великий учёный.
Если говорить совсем просто, то Алфёров подарил миру цифровую эру. Открытие гетероперехода в полупроводниках привело к созданию первого в мире полупроводникового лазера, который теперь есть у практически у каждого – в приводах CD и DVD. Свой первый патент в области гетеропереходов Алфёров получил ещё в марте 1963 года.
Жорес Иванович Алфёров. Фото: Alexander Chernykh / Globallookpress
Гетеропереходы работают на основе контакта двух или нескольких разных по химическому составу полупроводников. Ещё в 1960-е годы у научного сообщества было понимание, что если удастся реализовать полупроводниковые устройства с гетеропереходом, то это произведёт революцию в мире техники и откроет фантастические возможности по созданию очень мощных и в то же время компактных устройств. Однако учёные никак не могли подобрать нужные по составу полупроводники, а Алфёров смог это сделать.
Однако цифровая эра сегодня немыслима без интернета, и изобретение Жореса Ивановича позволило человечеству использовать принципиально иные способы передачи данных на световых скоростях – оптоволоконную связь. Первый лазер такого типа был разработан в 1970 году, он работал в беспрерывном режиме при комнатной температуре.
Именно такой сложный «сэндвич» из самых различных материалов, представляющий собой единый кристалл, стал сердцем волоконно-оптической связи, он передаёт световыми сигналами десятки миллионов телефонных разговоров,
– говорил учёный.
В том же 1970 году СССР первым построил солнечные батареи на основе гетероструктур.
В 2000 году Жорес Алфёров удостоился высшей награды для учёного – Нобелевской премии. Её он получил за разработку полупроводниковых гетероструктур и создание быстрых опто- и микроэлектронных компонентов.
Благодаря изобретениям Алфёрова человечество сегодня пользуется высокоскоростным доступом в интернет, смартфонами, компьютерами, планшетами, электронными микроскопами и многими другими микроэлектронными устройствами, работающими на полупроводниках с гетеропереходом. В своих изобретениях Алфёров продолжил традиции русских учёных, которые создавали первые транзисторы – Абрама Иоффе и Якова Френкеля. По словам Алфёрова, американцы не раз публично подчёркивали, что транзисторы не появились бы без трудов этих русских учёных.
Видеомагнитофон Понятова
Интересно, что научный потенциал русских людей раскрывался не только в России, но и за границей. Сегодня существует множество примеров, когда уехавшие за рубеж русские люди сделали замечательную научную карьеру. К сожалению, и сегодня Россия всё ещё сталкивается с «утечкой мозгов».
Когда мозг человека заменят на искусственный интеллект
Эксперт - о том, стоит ли опасаться "бунта машин" и трансгуманизма уже сегодня
В этой связи примечательна судьба уроженца села Русская Айша Казанской губернии Александра Понятова, который является изобретателем первого в мире видеомагнитофона и основателем известной американской фирмы Ampex.
Понятов учился на математическом отделении Императорского Казанского университета, а затем перевёлся в Императорское Московское техническое училище, после чего закончил школу лётчиков. В 1913 году был призван в российскую армию, в Первую мировую войну был пилотом военного гидросамолёта.
В Гражданскую войну в 1918–1920-х годах служил в Белой армии, после поражения которой уехал сначала в Китай, затем во Францию и, наконец, в США. Проработав в научно-исследовательском отделе компании General Electric в Нью-Йорке, Понятов в 1944 году открыл собственную фирму Ampex, которая во время Второй мировой войны поставляла электродвигатели для приводов авиационных радаров.
В 1947 году фирма под руководством Понятова создала аудиомагнитофон Model 200A, презентация которого прошла в Голливуде. Впоследствии магнитофоны этой серии использовались радиостанциями для записи и ретрансляции эфира.
Однако настоящим прорывом стало изобретение Ampex первого видеомагнитофона VR-1000, который был представлен 14 апреля 1956 года. Уже в октябре того же года телевидение США перешло на трансляцию программ в записи и ретрансляцию их с одного побережья страны на другое.
Вклад Понятова в технический прогресс был отмечен множеством наград профильных американских ассоциаций. В 1961 году Ampex и её основатель получили премию «Оскар» за вклад в технологию. Разработки Понятова также неоднократно получали премию Emmy Awards. После смерти Понятова Американское общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) учредило «Золотую медаль им. Понятова».
Фото: Science Museum / Globallookpress
В СССР по понятным причинам не говорили о деятельности эмигранта. В современной России о нём вспомнили на его родине в Казани, где в Музее истории Казанского университета в 2012 году прошла тематическая выставка в 120-летнюю годовщину со дня рождения Понятова.
Конечно, список малоизвестных русских изобретений в нашем материале далеко не полный. Однако именно об этих открытиях сегодня известно не так много, как они того заслуживают. Конечно, Александр Понятов стоит особняком, ведь, по сути, он реализовал свой талант изобретателя уже за границей, но всё же он был русским человеком.
При желании можно также вспомнить множество прикладных изобретений русских учёных вроде фанеры Костовича. Многие русские учёные также изобретали не приспособления и устройства, а принципы и методы, на основе которых впоследствии создавались вещи, без которых немыслима жизнь сегодня.
Из приведённых примеров видно, что русские учёные и русская мысль вовсе не отставали от западной или в целом заграничной. Во многих аспектах русские учёные были первооткрывателями, закрепляя триумф русской мысли и русского духа.