جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

۱۰ اختراع مهم بشر

۱۰ اختراع مهم که زندگی بشر را تغییر دادند

ما انسان‌ها گونه‌های هوشمندی هستیم که برای مدت نسبتا کوتاهی، در زمین زندگی کرده‌ایم. (همان‌طور که می‌دانیم عمر زمین به ۴.۵ میلیارد سال می‌رسد.) انسان هوشمند و مدرن، توانسته است در همین مدت کوتاه، چیزهای شگفت‌انگیزی را تصور و خلق ‌کنند. انسان‌ها از زمانی که سنگی را بر زمین می‌کوبیدند تا آن را به ابزاری تیز بدل کنند، تا ساخت اولین چرخ و حتی ظهور مریخ‌نوردها و اینترنت، به پیشرفت‌های کلیدی و انقلابی بسیاری دست یافته‌اند. در این‌جا به ۱۰ اختراع مهم بشر و دانشی که پشت این اختراعات قرار دارد و اینکه چگونه اختراع یا کشف شده‌اند، اشاره می‌کنیم.

چرخ

۱۰ اختراع که زندگی بشر را تغییر دادند.
اختراع چرخ یکی از ۱۰ اختراعی بود که زندگی بشر را تغییر داد. اعتبار تصویر: James Steidl | Shutterstock

انسان‌ها تا قبل از اختراع چرخ در سال ۳۵۰۰ قبل از میلاد مسیح، در مقدار وسیله‌ای که می‌توانستند تا مسافت‌های دور و یا حتی نزدیک به خود جا‌به‌جا کنند، محدود بودند. ظاهرا خود ایده‌ی ساخت چرخ، سخت‌ترین قسمت اختراع چرخ نبوده ‎است. دیوید آنتونی (David Anthony)، استاد انسان‌شناسی در دانشگاه هارتویک، اظهار داشت: «هنگامی‌که زمان اتصال یک جسم غیرمتحرک به یک سیلندر چرخنده فرارسید، همه چیز پیچیده شد.»

آنتونی طی مصاحبه‌ای که با خبرگزاری Live Science داشت بیان کرد: «ایده‌ی چرخ و محور، ایده‌ی بسیار هوشمندانه‌ای بو، اما ساخت آن با چالش‌ها و سختی‌هایی مواجه شد. برای مثال، سوراخ‌هایی که وسط چرخ و در انتهای محورهای ثابت وجود داشتند، باید به خوبی گرد و صاف می‌بودند. اندازه‌ی محور نیز عامل مهمی بود، زیرا باید با اندازه‌ی سوراخ، همپوشانی خوبی ایجاد می‌کرد که نه خیلی تنگ باشد و نه خیلی آزاد.»

انجام چنین کار بزرگی زمان زیادی را نیز به خود اختصاص می‌داد تا نتیجه‌ی مورد نیاز را در اختیار ما قرار دهد. چرخ‌دستی، کشاورزی و تجارت را از طریق حمل‌و‌نقل کالا از مزارع به بازارها و برعکس، همچنین باربری مسافران در مسافت‌های طولانی را آسان ساخت. در حال حاضر، چرخ‌ها به عنوان یک اختراع مهم برای شیوه‌ی زندگی ما حیاتی هستند، زیرا در همه چیز از جمله ساعت‌، وسایل نقلیه تا توربین‌ها یافت می‌شوند.

میخ

10 اختراع مهم انسان
اعتبار تصویر: alexcoolok | Shutterstock

قطعا تمدن‌ها بدون میخ از بین می‌رفتند. این اختراع مهم و کلیدی، به بیش از ۲۰۰۰ سال پس از دوران روم باستان بازمی‌گردد و این امر تنها پس از بهبود یافتن توانایی انسان در پرداخت و شکل‌دهی به فلز، امکان‌پذیر شد. در گذشته ساخت سازه‌های چوبی با توجه به هندسه‌ی تخته‌هایی که در کنار هم قرار می‌گرفتند و همراه با مراحل تولیدی بسیار دشوارتری انجام می‌شد.

طی تحقیقاتی که در دانشگاه ورمونت انجام شد، محققان به این نتیجه رسیدند که تا دهه‌ی ۱۷۹۰ و حتی اوایل دهه‌ی ۱۸۰۰ میلادی، میخ‌های دست‌ساز معمول بودند. به این طریق که آهنگر یک میله‌ی آهنی مربعی را حرارت داده، سپس از چهار طرف با چکش به آن می‌کوبید تا یک لبه‌ی گرد درست کند.

ماشین‌های ساخت میخ‌ بین سال‌های ۱۷۹۰ و اوایل ۱۸۰۰ ساخته شدند. پیشرفت در فناوری ساخت میخ، همچنان ادامه داشت تا اینکه هنری بسمر (Henry Bessemer)، روشی را برای تولید انبود فولاد از آهن ابداع کرد. میخ‌های آهنی قبلی به آرامی رو به افول گذاشتند و تا سال ۱۸۸۶، ده درصد میخ‌های امریکا از سیم‌های فولادی نرم ساخته می‎شدند. طبق گزارشی از دانشگاه ورمونت، تا سال ۱۹۱۳، ۹۰ درصد میخ‌های تولید شده در امریکا، از سیم‌های فولادی ساخته شده بودند.

در همین حین به نظر می‌رسد که ارشمیدس، دانشمند یونانی، پیچ را که اتصال‌دهنده‌ی قوی‌تری نسبت به میخ بود اما سخت‌تر در جایش قرار می‌گرفت، در قرن سوم پیش از میلاد اختراع کرده‌است.

قطب‌نما

10 اختراع مهم انسان: قطب‌نما
چینی‌ها اولین قطب‌نما را بین قرن ۹ تا ۱۱ با استفاده از سنگ آهن در ساخت آن، اختراع نمودند. اعتبار تصویر: Typo | Creative Commons

در گذشته دریانوردان از روی ستارگان مسیر خود را پیدا می‌کردند، اما این روش طی روز و یا حتی شب‌های ابری کارایی نداشت. همچنین سفر کردن در مسیرهای بسیار دور از راه خشکی تحت این شرایط، امن نبود.

چینی‌ها اولین قطب‌نما را بین قرن ۹ تا ۱۱ با استفاده از سنگ آهن در ساخت آن، اختراع نمودند. سنگ آهن، سنگی معدنی از جنس آهن است که خاصیت مغناطیسی دارد و خواص اعجاب‌انگیز آن سال‌هاست مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته‌است. (تصویر نشان داده شده، عکسی از یک قطب‌نمای چینی باستانی، از سلسله‌ی هان است که در واقع میله‌ای ملاقه مانند، از جنس سنگ آهن است که جهت جنوب را نشان می‌دهد.)

این فناوری خیلی زود طی روابط دریایی، به دست اروپایی‌ها و اعراب رسید. قطب‌نما باعث ‌شد دریانوردان به راحتی و با امنیت خاطر، در مسیرهای بسیار دور از خشکی تردد کنند و همچنین سبب افزایش تجارت‌های دریایی و مشارکت در کشف عوامل جدید و معرفی این اکتشافات به سایر نقاط سیاره زمین ‌شد.

ماشین چاپ

10 اختراع مهم انسان: ماشین چاپ
اعتبار تصویر: MatthiasKabel | Creative Commons

یوهانس گوتنبرگ آلمانی، ماشین چاپ را حدود سال ۱۴۴۰ اختراع کرد. کلید پیشرفت او در این اختراع مهم ، قالب‌گیری دستی بود. این روش قالب‌گیری، سرعت ایجاد تولید انبوه حروف چاپی قابل جابه‌جایی فلزی را بالا می‌برد. اگرچه مخترعان دیگری پیش از او در چین و کره، سبب ایجاد پیشرفت در نحوه‌ی استفاده از این حروف چاپی شده بودند اما گوتنبرگ اولین کسی بود که فرآیند مکانیزه‌ای را طراحی کرد که طی آن، جوهری که از روغن تخم‌کتان و دوده می‌ساخت، از حروف قابل جابه‌جایی فلزی به کاغذ منتقل می‌شد. با این روش، سرعت چاپ به گونه‌ای افزایش یافت که به کمک آن ‌توانستند کپی‌های زیادی از روی کتاب‌ها تولید کنند. در نتیجه این فرآیند باعث انتشار گسترده‌ی دانش، برای اولین‌بار در تاریخ شد.۲۰ میلیون جلد کتاب، تا سال ۱۵۰۰ در اروپای غربی به چاپ رسیده بود.

در نهایت صنعت چاپ سبب شد که مردم دسترسی بیشتری به انجیل داشته باشند که به نوبه‌ی خود باعث به وجود آمدن تفسیرهای مختلفی از انجیل شد. همان‌طور که مارتین لوتر، ۹۵ اصل را در سندی به چاپ رسانید که از آن به عنوان محرکی برای اصلاحات پروتستانی یاد می‌کنند.

موتور درون‌سوز

احتراق سوخت در این موتورها، گاز با دمای بالایی را آزاد می‌کند که در هنگام انبساط، نیرویی را به یک پیستون وارد می‌کند که سبب حرکت آن می‌شود. در واقع موتورهای درون‌سوز انرژی شیمیایی را به کار مکانیکی تبدیل می‌کنند. دهه‎ها مهندسی، توسط بسیاری از دانشمندان در نهایت منجر به طراحی موتورهای درون‌سوز شد که در نیمه‌ی قرن نوزدهم به فرم نهایی امروزی خود رسید

موتورها در عصر صنعتی ظهور پیدا کردند و همچنین امکان اختراع انواع مختلفی از ماشین‌آلات، از جمله اتومبیل‌های مدرن و هواپیما را فراهم کردند. مراحل عملکرد یک موتور درون‌سوز چهار زمانه بدین شرح است:

  1. مکش: سوپاپ هوا باز شده و با پایین رفتن پیستون، مخلوط سوخت و هوا به داخل سیلندر کشیده می‌شود.
  2. تراکم: در حالی‌که سوپاپ گاز و دود بسته است، سوخت تبخیر شده و هوای فشرده شده جرقه می‌زند.
  3. کار: سوخت مشتعل شده و در نتیجه مصرف می‌شود، در همین حال پیستون پایین رفته و درنهایت سبب راه‌اندازی دستگاه می‌شود.
  4. تخلیه: سوپاپ دود باز شده و همراه با حرکت پیستون به سمت بالا، دود حاصل از انفجار به بیرون سیلندر و به طرف اگزوز هدایت می‌شود.

تلفن

تلفن یکی از 10 اختراع مهم بشر
طرح اولیه‌ی تلفن گراهام بل. اعتبار تصویر: Public domain

اگرچه مخترعین بسیاری در جهت انتقال الکترونیکی صدا تلاش کردند و حتی زمانی که استفاده از تلفن زیاد شد، بسیاری از آن‌ها دعوی حقوقی برای ثبت این اختراع ارائه کردند، اما الکساندر گراهام بل اولین کسی بود که به عنوان مخترع تلفن الکتریکی در سال ۱۸۷۶ شناخته شد. (می‌توانید طرح اولیه‌ی این اختراع را در عکس بالا مشاهده کنید.)

به گزارش PBS آموزش ناشنوایان و همچنین داشتن مادری کم‌شنوا الهام‌بخش او در این زمینه بود. او اولین تلفن را دستگاه سخنرانی الکتریکی نامید. تلفن به سرعت محبوب و فراگیر شده و سبب ایجاد انقلابی در تجارت و ارتباطات گردید. به گزارش PBS زمانی که بل در دوم آگوست ۱۹۲۲ فوت کرد، سرویس‌های تلفن امریکا جهت بزرگداشت او یک دقیقه قطع شدند.

لامپ حبابی

10 اختراع مهم انسان: لامپ
اولین لامپ‌های اختراع شده چیزی شبیه به این تصویر بودند. اعتبار تصویر: Terren | Creative Commons

وقتی تمام نوری که داریم نور طبیعی باشد، تولید محصولات، تنها محدود به ساعات روز خواهد شد. لامپ‌ها از طریق ایجاد روشنایی در شب، به ما این امکان را دادند که بتوانیم در شب هم به فعالیت‌های خود بپردازیم. به گفته‌ی مورخان، تعداد بسیاری، زمینه‌ساز اختراع و ساخت لامپ‌های رشته‌ای در طول دهه‌ی ۱۸۰۰ بودند. توماس ادیسون به عنوان مخترع اصلی این محصول، شناخته می‌شود زیرا او در سال ۱۸۷۹ یک سیستم روشنایی کاملا کاربردی از جمله یک ژنراتور و سیم‌کشی و یک لامپ رشته کربنی مانند تصویر بالا را تولید کرد.

همزمان با شروع معرفی الکتریسیته و لامپ‌های خانگی در سرتاسر دنیای غرب، این اختراع مهم تاثیراتی نیز روی الگوی خواب مردم گذاشت. ما در حال حاضر به جای این‌که شب‌هنگام به رختخواب برویم (چون در تاریکی هیچ کار دیگری نمی‌توانیم انجام دهیم)، اکثر ساعات شبانه روز را به جز ۷ تا ۸ ساعتی که برای خواب اختصاص می‌دهیم بیداریم.

پنی‌سیلین

10 اختراع مهم انسان: پنی‌سیلین
در سال ۱۹۴۴ پنی‌سیلین به تولید انبوه رسید و تبلیغاتی برای فروش آن صورت گرفت. اعتبار تصویر: National Institutes of Health

داستان کشف پنی‌سیلین، یکی از مشهورترین داستان‌های اکتشافی است. در سال ۱۹۲۸، الکساندر فلمینگ، یک دانشمند اسکاتلندی، متوجه ظرف مربوط به کشت باکتری در آزمایشگاهش شد که به صورت اتفاقی درپوش آن ظرف را باز گذاشته بود. نمونه‌ی درون ظرف توسط نوعی کپک آلوده شده بود و هرجایی که کپک دیده می‌شد باکتری‌ها از بین رفته بودند. در نهایت مشخص شد که کپک آنتی‌بیوتیک، همان قارچ پنی‌سیلیوم است و طی دو دهه‌‌ی بعد، شیمی‌دان‌ها موفق به خالص‌سازی و پیشرفت این کپک به صورت دارویی به نام پنی‌سیلین شدند که باعث درمان بسیاری از عفونت‌های باکتریایی در انسان‌ها، بدون اینکه ضرری به آن‌ها برساند، می‌شد.

در سال ۱۹۴۴ پنی‎سیلین به تولید انبوه رسید و تبلیغاتی برای فروش آن صورت گرفت. این تصویر که به یک صندوق پستی چسبانده شده به ارتش‌های درگیر در جنگ جهانی دوم توصیه می‌کند که از این دارو جهت درمان بیماری‌های مقاربتی استفاده کنند.

طبق مقاله‌ای که در سال ۲۰۰۳ در مجله‌ی مطالعات بالینی درباره‌ی آلرژی و ایمونولوژی منتشر شد، گفته شد که از هر ۱۰ نفر ۱ نفر نسبت به آنتی‌بیوتیک حساسیت دارد. بر اساس گفته‌ی محققان، حتی کسانی که انتظار می‌رود بتوانند اثرات مربوط به این دارو را تحمل کنند نیز ممکن است دچار واکنش‌های آلرژیک شوند.

روش‌های جلوگیری از بارداری

10 اختراع مهم انسان: روش‌های جلوگیری از بارداری
قرص‌های جلوگیری از بارداری در اواخر دهه ی ۱۹۳۰ میلادی توسط شیمی‌دانی به نام راسل مارکر اختراع شدند. اعتبار تصویر: Public domain

قرص‌های ضدبارداری، کاندوم‌ها و سایر اشکال جلوگیری از بارداری، سبب ایجاد انقلابی در کشورهای توسعه یافته شدند. متوسط تعداد فرزندان هر زن، در کشورهایی که این روش‌ها را مورد استفاده قرار می‌دادند به صورت چشمگیری کاهش یافت. با تعداد فرزندان کمتر، خانواده‌های مدرن توانستند استانداردهای بالاتری از شیوه‌ی زندگی را برای تک‌تک فرزندان خود فراهم کنند.

در همین حین روش های پیشگیری از بارداری در مقیاس جهانی سبب شد که جمعیت انسان‌ها به تدریج رو به کاهش بگذارد. احتمالا جمعیت انسان‌ها، تا انتهای قرن جاری به مقدار پایداری خواهد رسید. برخی از این روش‌ها، انتقال بیماری‌های مقاربتی را نیز محدود می‌کنند. حدود یک میلیون‌ سال است که مردم از روش‌های طبیعی و گیاهی جلوگیری از بارداری استفاده می‌کنند. با این‌که کاندوم‌ها در قرن ۱۸ روی کار آمدند، اما جدیدترین روش پیشگیری از بارداری، یعنی همان قرص‌ها، در اواخر دهه ی ۱۹۳۰ میلادی توسط شیمی‌دانی به نام راسل مارکر (Russell Marker) اختراع شدند.

امروزه دانشمندان در زمینه‌ی کنترل زادوولد، در حال پیشرفت می‌باشند. حتی بعضی از آزمایشگاه‌ها در حال تولید قرص‌های پیشگیری از بارداری برای مردان هستند. Essure یکی از روش‌های دائمی پیشگیری از بارداری است که در سال ۲۰۰۲، توسط سازمان غذا و دارو، به ثبت رسید اما در سال ۲۰۱۶ FDA درباره‌ی خطرات استفاده از این روش هشدار داد.

اینترنت

10 اختراع مهم انسان: اینترنت
سیستم جهانی شبکه‌های کامپیوتری متصل به هم، که با نام اینترنت می‌شناسیم، توسط میلیاردها انسان در سراسر جهان استفاده می‌شود. اعتبار تصویر: Creative Commons | The Opte Project

اینترنت اختراع مهمی است که واقعا نیازی به معرفی ندارد. سیستم جهانی شبکه‌های کامپیوتری متصل به هم، که با نام اینترنت می‌شناسیم، توسط میلیاردها انسان در سراسر جهان استفاده می‌شود. تعداد بی‌شماری در جهت پیشرفت این اختراع تلاش کردند، اما کسی که بیشترین سهم را در این اختراع داشته، مهندس کامپیوتری به نام لارنس رابرتز (Lawrence Roberts) بوده است.

در دهه‌ی ۱۹۶۰‌ تعدادی از مهندسان کامپیوتر که برای دپارتمان دفاع امریکا به نام ARPA یا همان آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته، کار می‌کردند، شبکه‌ای ارتباطی را جهت مرتبط کردن کامپیوترهای داخل آژانس به نام ARPANET ایجاد نمودند. این شبکه، از روشی به نام جابه‌جایی بسته‌های اطلاعاتی استفاده می‌کرد که رابرتز به عنوان عضوی از این تیم، این روش را با کمک کارهایی که سایر مهندسان کامپیوتر در گذشته انجام داده بودند بهینه‌سازی نمود. در واقع می‌توان گفت ARPANET  به نوعی اولین نسل از شبکه‌ای است که امروزه با نام اینترنت می‌شناسیم.


مترجم: عاطفه شریعتی مقدم/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: livescience

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

عبور سیارک
عبور سیارک بزرگی در روز ۱۰ آگوست از نزدیکی زمین
98
نظریه‌های توطئه‌ی ماه
مهم‌ترین نظریه‌های توطئه‌ی ماه و بررسی آن‌ها
130
ماموریت فرود بر روی ماه
ماموریت فرود بر روی ماه «آپولو۱۱» نشان داد که موجودات فرازمینی فراتر از داستان‌های علمی‌تخیلی هستند
145
تمدن‌های فرازمینی
تمدن‌های فرازمینی از چه راه‌هایی می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند؟
105
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
152

ذرات بنیادی

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند
204
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
92
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
109
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
49
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
173