История создания телефона очень интересна (неудивительно, что об этом сумели сделать фильм!). Но сперва давайте убедимся в том, что мы понимаем принцип работы телефона.

Когда вы говорите, воздух заставляет ваши го­лосовые связки вибрировать. Эти колебания пере­даются молекулам воздуха, т.е. звуковые волны, выходя из вашего рта, производят вибрацию воз­духа. Достигая алюминиевого диска-мембраны в микрофоне вашего телефона, они заставляют ее вибрировать точно так же, как и молекулы само­го воздуха. Эти колебания посылают по телефон­ной линии волнообразные потоки, которые при­водят к точно такой же вибрации мембраны в те­лефонной трубке на другом конце линии, как и в микрофоне телефона-передатчика. В свою оче­редь, мембрана создает в воздухе волны, анало­гичные посланным в микрофон. Когда эти воз­душные волны достигают уха человека на другом конце телефонной линии, они действуют так же, как если бы шли из вашего рта!

А теперь перейдем к истории о том, как Александр Грэхем Белл изобрел телефон. 2 июня 1875 года он проводил эксперимент в Бостоне, с стре­мясь одновременно передать несколько телеграф­ных сообщений по одному и тому же проводу. При этом он использовал набор стальных пруть­ев. Белл работал с принимающим устройством в одной комнате, а его ассистент Томас Уотсон с передающим — в другой.

Уотсон дергал стальной прут так, чтобы вы­звать его вибрацию, и это создавало звенящий звук. Вдруг Белл ворвался в комнату с криком: «Ничего не трогай! Что ты тогда сделал? Дай мне взглянуть!» Он обнаружил, что стальной прутик, вибрируя над магнитом, вызвал переменный ток, который устремился через провод. Это привело к вибрации прута в комнате Белла и создало анало­гичный звенящий звук.

На следующий день был сделан первый теле­фон, и звуки голоса можно было передать по первой телефонной линии, которая вела от верх­него этажа здания на два этажа вниз. А 10 марта следующего года прозвучала первая фраза, ска­занная по настоящему, действующему телефону: «Мистер Уотсон, идите сюда, вы мне нужны!»

Желание передвигаться под водой возникло у человека очень давно. Но первое документальное свидетельство о судне, действительно сконструи­рованном для такого перемещения, относится к 1578 году. Британский математик Уильям Борн поместил в книге, опубликованной в этом году, чертеж закрытой со всех сторон лодки, которая могла погружаться и грести под водой. Она была деревянной, покрытой водонепроницаемой кожей, и должна была погружаться за счет уменьшения своего объема путем сжимания бортов ручными захватами.

Борн так и не построил свою лодку. Похожая лодка, построенная другим изобретателем, была спущена под воду в 1605 году. Но обычно при­оритет в сооружении первой подводной лодки от­дается датскому изобретателю Корнелию ван Дреббелю, который в 1620 году многократно ис­пытывал свое детище на реке Темза на глубине от 3 до 4 метров.

У лодки ван Дреббеля был еще один, внеш­ний, корпус, состоявший из деревянного каркаса, обтянутого смазанной жиром кожей. Двигалась она с помощью весел, которые проходили сквозь борта и герметично закреплялись плотно пригнан­ными кожаными заслонками.

Интерес к сооружению подводных лодок был так велик, что к 1727 году в одной только Англии было запатентовано не менее 14 различных про­ектов. В качестве боевого оружия в войне на мо­ре подводная лодка впервые была использована во время Американской революции. Некий Дэвид Бушнелл изобрел сверхмаленькую одноместную подводную лодку, которая получила прозвище «черепаха».

«Черепаха» пыталась потопить британский во­енный корабль в порту Нью-Йорка, прикрепив пороховой заряд к его днищу. Попытка эта не удалась: заряд не сработал, но все же после этого, не желая рисковать, корабль поспешил уйти в от­крытое море.

Представьте себе выход в воздушное простран­ство на высоте пяти километров и затем спокой­ное приземление, будто вы прыгнули вниз с 3-метрового забора. Вы смогли бы это сделать — с парашютом! Парашют — это просто большой зонт, который создает сопротивление воздуха. С парашютом человек может спускаться вниз в воз­душной среде достаточно медленно, чтобы избе­жать ушибов при падении на землю.

Парашют, вероятно, самая старая идея лета­тельного устройства с экипажем. Леонардо да Винчи набросал его в своей тетради в 1514 году. Фаусто Веранцио опубликовал описание работо­способного парашюта в 1595 году. Первым чело­веком, практически применившим парашют, счи­тается француз Ж. Бланшар. В 1785 году он сбросил с воздушного шара собаку в корзине, к которой был прикреплен парашют. Бланшар ут­верждал, что в 1793 году он сам совершил пры­жок с воздушного шара на парашюте, сломав при приземлении ногу.

Другому французу, Ж. Гарнери, принадлежит честь начала регулярного использования парашю­та. Его первый показ парашютного прыжка состо­ялся в Париже 22 октября 1797 года, когда он ус­пешно прыгнул с высоты более 600 метров. Пара­шют Гарнери имел форму зонта, был сделан из белого брезента и достигал около 7 метров в диа­метре. Под куполом, в середине, находился кусок дерева в форме диска сечением примерно 25 сан­тиметров, с отверстием в центре, через которое проходил воздух. Диск прикреплялся к брезенту множеством коротких тесемок.

Первый успешный парашютный прыжок с са­молета был совершен в 1912 году капитаном Бэрри в Сент-Луисе, штат Миссури. В течение 1913 и 1914 годов шли дискуссии, целесообразно ли использовать парашюты для прыжков из самоле­тов с целью спасения. К началу 1 мировой войны 1914 года этот вопрос еще не был решен. Про­блемы были частично связаны с размером пара­шюта, а также опасением, что пилот не сможет, прыгнув с парашютом, избежать столкновения с самолетом.

Иногда открытие начинается с появления «идеи». У человека появляется мысль, что людям необходим какой-то механизм или изделие, и он начинает его «изобретать».

Но что касается самолета, или, как говорили раньше, аэроплана, идея эта была для человека одной из самых старых и сокровенных. Мысль о полетах пленяла человека с древности. Одна из известнейших легенд рассказывает об Икаре, ко­торый прикрепил крылья к телу воском и взле­тел! Однако, когда он приблизился к Солнцу, воск расплавился, Икар упал и погиб. Но мечта — осталась. Икар — это символ человеческого стремления к новым вершинам.

Леонардо да Винчи, который был не только великим художником, но и изобретателем, оста­вил после себя наброски летательного аппарата, использовавшего мускульную силу человека. Бы­ли и другие мечтатели, грезившие идеей аэропла­на сотни лет назад!

Самые ранние летательные аппараты не имели собственной мощности. Это были, по сути, гиган­тские воздушные змеи или планеры. В течение XIX века с ними было проведено много экспери­ментов.

Но никому не удавалось сделать летательный аппарат тяжелее воздуха, имеющий собственную мощность. В сущности, было проблематично можно ли вообще построить такой аппарат. Пер­вым доказал, что это можно сделать, профессор Сэмюэл Лэнгли из Смитсоновского института в Вашингтоне. Он построил две летательные маши­ны, каждая в 3,5 метра шириной и 4,5 метра дли­ной, приводимые в движение паровым двигателем в 1,5 лошадиные силы. В 1896 году эти две моде­ли совершили успешные полеты. Однако испыта­тельный полет летательного аппарата Лэнгли в натуральную величину закончился неудачей: он разбился 7 октября 1903 года.

17 декабря этого же года братьям Орвилу и Уилбуру Райтам удалось совершить успешный по­лет в летательном аппарате тяжелее воздуха с собственной мощностью. В Китти Хоке (штат Се­верная Каролина) они совершили один полет на 30 метров за 12 секунд и второй — на 260 метров за 59 секунд. Так родился аэроплан, или самолет!

В отличие от многих великих событий, никто не может приписать себе честь изобретения авто­мобиля. Он достиг современного уровня совер­шенства в результате применения огромного ко­личества идей на протяжении многих десятилетий.

Первое наземное самоходное средство пере­движения с двигателем для практического приме­нения было построено в 1769 году французом Никола Куньо. Это был громоздкий трехколес­ный экипаж с паровым двигателем и котлом ог­ромных размеров. Он передвигался со скоростью 5 км/час и должен был пополнять запасы топлива каждые 24 километра!

В 1789 году американец Оливер Эванс первым в Соединенных Штатах получил патент на само­движущийся экипаж. Это был четырехколесный фургон с гребным колесом сзади, чтобы он мог двигаться и по суше, и по воде. Весил он 19 тонн!

Почти 80 лет спустя эксперименты с самоход­ными экипажами были продолжены. Большинство их были паровыми, хотя некоторые приводились в движение электричеством и должны были везти, кроме пассажиров, тяжелые аккумуляторы. Нако­нец в 80-х годах XIX века были сделаны два изобретения, которые открыли дорогу к появлению современного автомобиля. Одно из них — разра­ботка двигателя внутреннего сгорания, другое — изобретение пневматической, или бескамерной шины.

Первая работающая на бензине машина была выведена на дорогу в 1887 году немцем Готлибом Даймлером. В Соединенных Штатах два брата, Фрэнк и Чарлз Дьюри, построили первый удачный американский бензиновый автомобиль в 1892 или 1893 году. Их машина известна как «безлошадный кабриолет». В сущности, все ранние американские автомобили, которые последовали за ней, во многом копировали ее! Никто не сделал попытки разработать совершенно другой тип ав­томобиля. Вот все, что сделали другие изобрета­тели: добавили к нему бензиновый двигатель внутреннего сгорания и соединительный привод­ной ремень для передачи тяги на задние колеса.

Только после того, как автомобили стали уже привычным средством передвижения, внимание создателей машин обратилось на то, как сделать его удобнее и мощнее. Довольно быстро они по­няли, что хрупкая форма кабриолета не подходит автомобилю. Постепенно стала возникать знако­мая форма автомобиля, какую мы знаем сегодня. Двигатели были вынуты из-под сидений и поме­щены впереди. Более мощные колеса сменили легкие велосипедные и экипажные, а вместо ры­чагов появились рулевые колеса. И, наконец, вместо дерева для усиления конструкции стала использоваться сталь, и наш современный автомо­биль стал реальностью.

Если мы постараемся проследить происхожде­ние велосипеда, нам, вероятно, придется вернуть­ся на тысячелетия назад на землю Древнего Египта. Есть доказательства, что у египтян уже был какой-то двухколесный механизм, который приводился в движение ногами ездока. Но появление первых моделей велосипедов для широкого практического применения могут быть отнесены к 1817 году. Именно тогда в Гер­мании барон фон Дрез представил публике меха­низм, который он назвал в свою честь «дрези­ной». Два колеса дрезины соединялись деревянным бруском. Седок переносил часть веса тела на деревянный упор перед собой и продвигал дрези­ну вперед, отталкиваясь от земли поочередно ле­вой и правой ногами. Он управлял дрезиной, по­ворачивая укрепленную на оси переднего колеса

ручку.

Этот механизм был прозван «лошадь денди» (первоклассная лошадь) за свою высокую цену. На нем, кстати, любил ездить английский король Георг IV!

Около 1840 года шотландец Макмиллан взял старую «лошадь денди» и поставил рычаги на ось заднего колеса. Они соединялись приводным» стержнями с педалями. Он ездил на ней так быст­ро, что даже был арестован за «бешеную езду»!

Название «велосипед» («байсикл») впервые по­явилось в 1865 году, когда француз Лалемен при­крепил рычаги и педали к переднему колесу ме­ханизма, очень похожего на «лошадь денди». Эти велосипеды в шутку прозвали «драндулетами» потому что у них были тяжелые деревянные рамы и железные обода, которые тряслись при езде. В 1868 году вошли в употребление легкие металли­ческие колеса с проволочными спицами и массив­ными резиновыми шинами. Во всех этих велоси­педах колеса были одного размера.

Вскоре после этого появился новый тип вело­сипеда — с большим передним колесом. По мере его усовершенствования переднее колесо станови­лось все больше и больше. В результате один оборот педалей, прикрепленных к оси, продвигал велосипед на большее расстояние. В некоторых моделях переднее колесо достигало в диаметре 1,5 метра или даже больше, в то время как за­днее — всего 30 сантиметров. Ездок располагался над огромным передним колесом, и, если ему не хватало ловкости, чтобы удержаться в седле, про­гулка могла закончиться падением головой впе­ред!

И, наконец, примерно в 1885 году появился современный «безопасный велосипед». В этой мо­дели колеса были одного размера, а сиденье рас­полагалось чуть впереди заднего колеса. Цепное колесо на педалях делали намного больше, чем на заднем колесе, и поэтому при каждом поворо

те педалей заднее колесо преодолевало такое же расстояние, как и небезопасное большое переднее колесо в предыдущих моделях.

Последующие усовершенствования оконча­тельно придали велосипеду современный вид.

Сегодня, когда мы имеем возможность сделать моментальный снимок и с такой легкостью про­явить его, трудно поверить, что понадобились сотни лет экспериментов, прежде чем это стало возможным. Фотография была изобретением не какого-то одного человека. Чтобы дать вам пред­ставление о том, что привело ее к современному Уровню совершенства, познакомим вас кратко с ее историей.

Между XI и XVI веками люди пользовались прибором, который назывался «камера-обскура» Он давал возможность проецировать на бумагу изображение, которое затем обводилось от руки чтобы получить точный рисунок объекта. Ясно что в действительности эта камера не являлась фотоаппаратом.

В 1568 году Даниэлло Барбаро снабдил «камеру-обскура» линзой-объективом и отверстием с изменяющимся диаметром для повышения резко­сти изображения. В 1802 году Томас Уэджвуд и сэр Хамфри Дэйви методом контактной печати получили силуэты и изображения на бумаге со специальным покрытием, но они не смогли до­биться прочных отпечатков.

В 1816 году Джозеф Нипс сделал еще несо­вершенный фотоаппарат из шкатулки и объекти­ва, взятого из микроскопа, и смог с его помощью получить негативное изображение. В 1835 году Уильям Талбот первым сделал позитивы из нега­тивов, а также получил прочные отпечатки.

В 1839 году Луи Дагер объявил об изобрете­нии дагерротипного процесса, при котором изо­бражение фиксировалось на серебряной пластин­ке. Шло время, разные люди во всем мире вноси­ли свои усовершенствования в развитие фотогра­фии. Многие из них слишком сложны в техниче­ском отношении, чтобы обсуждать их здесь, но, как видите, это был долгий, медленный процесс роста.

И вот, наконец, в 1888 году в продаже поя­вился разработанный компанией «Истмэн драй плэйт энд филм» фотоаппарат, использующий си­стему Кодак. Он продавался уже заряженный пленкой шириной 6 сантиметров, достаточной для 100 экспозиций. После полного использования пленки фотокамера с ней возвращалась компании в Рочестер. Здесь пленка вынималась и проявля­лась, фотоаппарат перезаряжался, и все вместе возвращалось клиенту.

С этого фотоаппарата, вероятно, и началось современное искусство фотографии, которое по­пулярно среди миллионов людей во всем мире.

Слово «микроскоп» — это комбинация двух греческих слов: «микрос» (маленький) и «скопос» (наблюдатель). Таким образом, «микроскоп» оз­начает «наблюдатель маленького». Это прибор, использующийся для того, чтобы увидеть крошеч­ные предметы, невидимые невооруженным гла­зом.

Обычно объект предстает тем больше, чем ближе он поднесен к человеческому глазу. Но ес­ли поднести его ближе 25 сантиметров, он стано­вится неясным. Тогда говорят, что он не в фоку­се. А что, если между глазом и объектом поме­стить выпуклую линзу? Тогда его можно будет поднести к глазу ближе 25 сантиметров, и он бу­дет в фокусе.

Сегодня мы описываем это просто как «ис­пользование увеличительного стекла». Но обыч­ные увеличительные стекла в действительности являются «простыми микроскопами», и в таком качестве они были известны с незапамятных вре­мен. Поэтому, когда мы говорим об изобретении микроскопа, мы на самом деле имеем в виду «сложный микроскоп». В настоящее время мы подразумеваем только его, когда говорим о мик­роскопе.

Что же такое «сложный микроскоп»? В этом виде микроскопа увеличение происходит в два этапа благодаря двум линзам. Одна из них, которая называется «объективом», создает первона­чальное увеличенное изображение. Другая, «оку­ляр», увеличивает первое изображение.

На самом деле в ныне существующих микро­скопах имеется несколько линз, использующихся для объектива, так и для окуляра. Но глав­ой все эти микроскопы основаны на принципе двухэтапного увеличения изображения. Сложный микроскоп был открыт где-то между 1510 и 1610 годами. Нет точных сведений об ав­торе этого открытия, и обычно его приписывают Галилею. Иногда «отцом микроскопа» называют датского ученого Левенгука, но это благодаря многим его открытиям, которые он сделал с по­мощью этого прибора.

Левенгук показал, что долгоносики, блохи и другие мелкие существа вылупляются из яиц и не являются «самозарождающимися». Он был пер­вым, кто увидел такие микроскопические формы жизни, как одноклеточные организмы и бактерии. С помощью построенного собственными руками микроскопа он первым увидел процесс полного кровообращения.

Сегодня человеку трудно обойтись без микро­скопа почти в любой отрасли науки и промыш­ленности

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: «Интересно, насколько это горячо?» Или: «Инте­ресно, насколько это холодно?» Если вы интере­суетесь теплотой, то представите себе круг вопро­сов, связанных с этим явлением, которые хотят прояснить ученые! Но первым шагом науки о теплоте должен стать вопрос: как ее измерить?

Таким образом, сама жизнь потребовала изо­бретения термометра. Кстати, «термо» означает «теплота», а «метр» — «мера». Таким образом, термометр — это «измеритель теплоты (или тем­пературы)».

Основное требование к термометру: он всегда должен давать одинаковые показания при одинаковой температуре. Итальянский ученый Галилей понимал это, когда начал свои эксперименты око­ло 1592 года (через 100 лет после открытия Колумбом Америки). Ему удалось сделать разновид­ность термометра, которую можно назвать «воз­душным термоскопом». Он состоял из стеклянной трубки и полого шарика, наполнявшихся возду­хом. Затем они нагревались, чтобы расширить воздух внутри, после чего открытый конец трубки помещался в какую-нибудь жидкость, например, в

воду-Воздух в трубке по мере охлаждения сжимал­ся, и жидкость поднималась по трубке, стремясь занять его место. Изменения температуры вызы­вали повышение или понижение уровня жидкости в трубке. Таким образом, это был первый «термо­метр», так как он измерял теплоту. Но заметьте: фактически он фиксировал расширение и сжатие воздуха в трубке. Нетрудно поэтому понять, что этот термометр не был точным: ведь на него вли­яли изменения в атмосферном давлении.

Современный тип термометра использует для измерения температуры расширение и сжатие жидкости. Эта жидкость герметично запаивается в стеклянном шарике с прикрепленной к нему тон­кой трубкой. Повышение температуры заставляет жидкость расширяться и подниматься по трубке, понижение — сжиматься и спускаться вниз. Гра­дуированная шкала на трубке показывает нам температуру.

Этот вид термометра был впервые применен около 1654 года великим герцогом Тосканским Фердинандом II.

Самая простая форма компаса — это магнит­ная стрелка, укрепленная на стержне так, чтобы она могла свободно вращаться во все стороны. Стрелка такого так называемого компаса указывает на «север», под которым имеется в виду Се­верный магнитный полюс Земли. Поскольку мес-

тоположение его известно, все точки на земле, на суше и воде, наносятся на карту в соответствии с ним. Таким образом, компас может быть путево­дителем для путешественника повсюду на Земле.

Никто не знает, как и когда было впервые об­наружено, что намагниченная железная стрелка, свободно вращающаяся по кругу, всегда показы­вает северное направление. Одно время счита­лось, что это открытие сделали китайцы около 4500 лет тому назад, но сейчас эта версия под­вергается сомнению. В любом случае китайцы были среди самых первых людей, знавших прин­цип компаса.

Арабские купцы от них узнали о компасе и познакомили с ним Европу. Точно известно, что в течение XII века компас стал уже хорошо изве­стен в Европе. Вероятно, самый ранний тип ком­паса состоял из намагниченной стрелки, вдетой в деревянную планку и плавающей в чаше с водой.

Следующим этапом было использование иглы, надетой на ось, торчащую со дна чаши.

Целью первых компасов было определение только направления север-юг, и чашу поворачи­вали так, что северный конец стрелки находился над обозначением севера, нанесенным на чашу. В более поздних приборах к самой стрелке стали прикреплять карточку со всеми нанесенными час­тями света.

Как вы знаете, Северный магнитный полюс Северный полюс не совпадают. Северный магнитный полюс расположен в самой северной точке арктического берега Северной Америки, на полу острове Бутия. Стрелки всех компасов в Северном полушарии указывают на эту точку.

Древним народам не было известно различие между Северным магнитным и географическим Северным полюсами. Они были далеко от обоих и им казалось, что стрелка компаса всегда указы­вает на север. Моряки более поздних времен, ко­торые рисковали уплывать далеко от дома, заме­тили это различие и были сильно озадачены. Мо­жете себе представить недоумение древних скан­динавов, путешествовавших по арктическим мо­рям вокруг Гренландии, когда они обнаружили, что в некоторых точках стрелка компаса указыва­ет почти на запад!

Есть много важных событий, которые стали вехами в истории человечества, но, конечно, од­ним из самых значительных было создание взрывчатых веществ. Традиционно считается, что порох изобрели китайцы до новой эры. Европей­цы начали использовать его лишь в XIV веке. Но именно после этого они смогли распространить свое влияние на весь остальной мир.

Порох старого образца — это смесь калийной соли (селитры), древесного угля и серы. Это бы­ло самое распространенное взрывчатое вещество почти до конца XIX века.

В 1845 году немецкий химик Шенбайн обра­ботал хлопковое волокно смесью концентриро­ванных азотной и серной кислот. В результате получился белый волокнистый продукт, похожий на хлопок и известный в настоящее время как нитроцеллюлоза, или пироксилин. Это было ско­рее взрывчатое вещество, чем порох.

Примерно в это же время итальянец Асканио Собреро экспериментировал с глицерином. Он ос­торожно, каплю за каплей добавлял его в смесь концентрированных азотной и серной кислот. В результате получилось небольшое количество нитроглицерина, который оказался даже более сильным взрывчатым веществом, чем пироксилин.

Почти 20 лет спустя шведскому химику Альф­реду Нобелю случайно удалось получить динамит. Он работал с нитроглицерином, который создавал много проблем, так как часто взрывался при про­изводстве и транспортировке. Хотя Нобель и на­шел достаточно безопасный способ получения нитроглицерина, работа с ним все же оставалась чревато неожиданностями.

Однажды Нобель доставал несколько бидонов с нитроглицерином из коробки с диатомитом (рыхлой породой вулканического происхожде­ния), в которой они находились, и обнаружил, что бидон дал течь. Смесь пролившегося нитро­глицерина и диатомита образовала твердую массу. Это сделало взрывчатое вещество намного менее чувствительным к сотрясениям.

Так случай помог открыть динамит!

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны обратиться к доисторическим временам, так как всегда и везде человеку нужно было искать спо­соб пересекать встречавшиеся на его пути ручьи и реки.

Вероятно, сама природа предоставила человеку первый мост, когда поперек какого-то ручья упа­ло дерево. Человек легко мог это скопировать. Наверное, долгое время использовались именно

такие деревянные мосты, прежде чем какой-то доисторический инженер не придумал насыпать посреди ручья камни и перекинуть бревна от них к берегам.

Так получился простой балочный мост с одной несовершенной опорой. Следующим шагом при строительстве моста через широкий неглубокий ручей было сооружение нескольких опор и соеди­нение их с помощью бревен или каменных плит. Два бревна укладывались рядом и на них в ка­честве настила клались поперечины. В результате получался деревянный балочный мост, очень по­хожий на те, что до сих пор строятся через не­большие ручьи в сельской местности. Более круп­ные балочные мосты сейчас строятся на желез­ных, а самые мощные — стальных балках.

Пролеты моста не должны быть слишком длинными, но там, где необходимые опоры могут быть построены, можно строить мост любой дли­ны. Поэтому многие длинные железнодорожные виадуки являются именно балочными мостами.

У любого моста две основные части — пролет­ное строение и опоры, на которых он держится.

Опоры моста должны быть прочными, так как, если они осядут или будут смыты водой, весь мост может рухнуть. Сегодня инженеры обычно стремятся установить опоры моста как можно глубже, а это часто связано с огромным объемом земляных работ. Например, при сооружении мос­та Идз через Миссисипи в городе Сент-Луис (штат Миссури) опоры были вкопаны ниже уров­ня воды на 40 метров, а для моста через залив между Сан-Франциско и Оклендом — даже на 70 метров!