Научные открытия, о которых вы никогда не думали, но используете каждый день

10 ноября отмечается Всемирный день науки за мир и развитие, учрежденный ООН и ЮНЕСКО в 1999 году. Основная идея этого праздника — донести обществу, как важна наука в повседневной жизни и как меняет ее.

Для начала — интересные факты.

Возьмем такой уже обыденный прибор как смартфон. На начало 2023 года 5,44 миллиарда человек в мире — обладатели мобильных телефонов, что составляет 68% от общей численности населения. 4,76 миллиарда — пользователи соцсетей. Среднестатистический владелец мобильного телефона в 2022 году пользовался им более пяти часов в день, 30% всего времени бодрствования. И 40% этого времени приходится на соцсети. В России Интернетом пользуется 88,2% населения, и 46,1% общего времени в Сети проводят с мобильного телефона.

И вот лишь некоторые научные достижения, которые потребовались, чтобы маленькая прямоугольная коробочка с экраном в вашей ладони работала так, как она это делает сейчас и была доступна такому количеству людей.

1. Электричество

Что станет с нашим миром, если по всей планете отключат электричество? Электричество позволило освещать наши дома и улицы, изменив образ жизни. Работа в ночное время стала более доступной, это изменило привычки людей, увеличив время для работы и отдыха. Электричество также трансформировало промышленность, повысив эффективность и возможности массового производства в различных отраслях, начиная от текстиля и промышленности до сельского хозяйства. В медицине оно стало ключевым элементом, от освещения операционных до современной медицинской аппаратуры.

Технологии, работающие на электричестве, дали начало развитию сети связи, транспорта и информационных технологий. Все это создало основу для современной цифровой эпохи.

• американец Бенджамин Франклин создал первую теорию электричества.
• итальянец Вольта изобретает первый источник постоянного тока, представляющий собой столб из цинковых и серебряных кружочков, разделенных смоченной в подсоленной воде бумагой.
• Василий Петров открыл вольтову дугу, с этого открытия русского ученого началась история электрической лампочки.
• Фарадей открыл явление электромагнитной индукции и создал на его основе первый в мире генератор электроэнергии, опираясь на работы Джоуля, Ленца, Ома, Ампера, Эрстеда.
• Томас Эдисон изобрел лампочку, которая может гореть долго. 1882 — он же построил первую электростанцию в Лондоне, чтобы вырабатывать электроэнергию и переносить ее в дома людей.
• Никола Тесла открыл переменный ток, который сейчас бежит по проводам во всем мире и, в том числе, заряжает мобильные телефоны. Список можно продолжать.

2. Аккумулятор

Аккумуляторы изменили мобильность и доступность технологий. Они позволили создать портативные устройства, такие как мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты и другие гаджеты, которые стали неотъемлемой частью повседневной жизни.

• француз Гастон Плантэ создал аккумулятор, используя серную кислоту и свинцовые пластины.
• химик из Франции Жорж Лекланше разработал «жидкостный» аккумулятор, предок современного.
• немец Карл Гасснер получил «сухой» аккумулятор, который практически во всем был похож на современный.
• в компании Sony создали литий-ионный аккумулятор, 20 лет его совершенствовали Стэнли Уиттингем, Джон Гуденаф, Акира Йосино. 
• проект превратился в готовый продукт.

3. Мобильная связь

Еще лет 25 назад, чтобы поговорить с человеком по телефону, абонентам надо было находиться у двух концов металлического провода. Чтобы позвонить в другой город, надо было ждать, когда вас соединят на станции, а уж переписываться... До открытия железной дороги путешествие из Петербурга в Москву занимало пять суток. Сегодня мы можем связаться с кем угодно почти где угодно.

• Александр Попов продемонстрировал прибор, предназначенный для регистрации электромагнитных волн, основываясь на исследованиях Генриха Герца.
• Гульельмо Маркони с помощью азбуки Морзе передал сигнал с крыши лондонского почтамта на 1,5 км.
• Реджинальд Фессенден первым передал человеческую речь с помощью радиоволн.
• в Детройте создана первая система телеграфной подвижной связи.
• аппараты, работающие в одном частотном диапазоне, но в разных сетях, создавали взаимные помехи, эту проблему решил Дуглас Ринг, разработав сотовый принцип организации сети мобильной связи.
• на крыше одного из небоскребов Нью-Йорка была смонтирована первая базовая станция мобильной сети, Мартин Купер из компании Motorola совершил первый в мире звонок по мобильному телефону.

4. Компьютер

Первый компьютер начинался с... ткацкого станка. Сегодня на этих принципах вычислений работают не только наши телефоны и ноутбуки, но и кондиционеры и стиральные машины, детские игрушки, поезда и самолеты с автопилотом, компьютеры пишут книги и картины, машины производят почти все, что окружает нас.

• Жозеф Жаккард изобретает ткацкий станок, который использует перфорированные деревянные карты для автоматического плетения тканей.
• английский математик Чарльз Бэббидж изобретает паровую вычислительную машину, которая считает таблицы чисел.
• для нее Ада Лавлейс, английский математик, дочь поэта Байрона, пишет первую в мире компьютерную программу.
• Алан Тьюринг создает первую машину, способную оперировать алгоритмами.
• Z1, вычислительная машина Конрада Цузе, стала первым устройством, работавшим на двоичной логике.
• появляется «Марк I», первый компьютер, произведенный фирмой IBM.
• Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин изобрели точечный транзисторный усилитель, что позволило уменьшить размеры компьютеров, до этого использовавших электронные лампы.
• Джек Килби построил первую электронную микросхему.
• Дуглас Энгельбарт представляет систему, состоящую из буквенной клавиатуры, цифровой клавиатуры, мышки и программы, поддерживающей вывод информации на экран в разных «окнах».
• Билл Гейтс и Пол Аллен основали компанию Micro-Soft, специализировавшуюся на разработке программного обеспечения для компьютеров.
• Стив Джобс и Стив Возняк основали фирму Apple Computer.

5. Интернет

После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что Америке на случай каких-то военных действий нужна надежная система передачи информации.

• первый сервер ARPANET был установлен в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. 29 октября между двумя первыми узлами сети, находящимися на расстоянии в 640 км, провели сеанс связи. В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать.
• первая программа для отправки электронной почты.
• к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.
• разработана система доменных имен.
• британский ученый Тим Бернерс-Ли разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URL.

6. Пластик

Оглянитесь — сколько вокруг вас пластика? Без него многие вещи и технологии не были бы так дешевы и доступны такому количеству людей. Для природы и экологии пластик — зло, а вот для уровня жизни среднего человека… это была революция!

• первая пластмасса, целлулоид, была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом.
• бельгийский и американский химик Лео Бакеланд изобрел недорогую, негорючую и полностью синтетическую пластмассу универсального применения.
• химик Григорий Петров на основе фенола и формальдегида синтезировал карболит, который отличался эластичностью и был химически стоек к воде, воздуху и кислотам.

7. Сенсорный экран

Сенсорный экран изобрели в США в рамках исследований по программному обучению. Современные новейшие сенсоры не только «чувствуют» и умеют передавать в вычислительную систему прикосновения, но и умеют связывать неживое и живое — возвращая людям осязание через высокотехнологичные протезы.

• компанией RCA был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран.
• первый сенсорный экран PLATO IV на сетке инфракрасных (ИК) лучей размером 16 на 16 блоков.
• на всемирной ярмарке Elographics представила телевизор с сенсорным экраном.
• вышел первый компьютер HP-150 с сенсорным экраном.

8. Смартфон

Соединить все это в одно устройство оставалось делом техники, но и на это потребовались десятилетия усовершенствований и удешевления.

• на выставке в Лас-Вегасе IBM представила устройства, созданное Фрэнком Кановой — первый смартфон. Детище IBM отличалось возможностью обмениваться с другими абонентами факсами и электронными письмами. Этот беспроводной аппарат весил более килограмма.
• один из первых вышедших на рынок смартфонов — карманный ПК от Hewlett-Packard со встроенным телефоном Nokia, с кнопочной QWERTY-клавиатурой.
• Ericsson выпустил первые смартфоны с сенсорным экраном.

9. Всеобщее образование

Еще пара деталей. Чтобы писать возмущенные комментарии в Интернете, нужно уметь писать... Этот навык не был таким уж очевидным и распространенным на протяжении большей части истории человечества.

В России систематическое образование для тех, кто не принадлежал к аристократическому или духовному сословию, попытался ввести Петр I. В 1727 году в империи насчитывалось 46 епархиальных школ с 3056 учащимися. При Екатерине II c 1782 по 1800 годы обучение в разного рода школах и училищах прошли 176 730 человек, среди них было лишь 7% женщин. И вопрос, «нужно ли народу образование», очень активно обсуждался. Впрочем, усилиями просвещенных людей ситуация менялась. Согласно переписи 1897 года, в европейских губерниях грамотного населения было 30%, на Кавказе — 17%, в Сибири — 16%. Всеобщее обязательное начальное образование было введено в СССР в 1930 году, отвечая требованиям технологического развития страны.

10. Медицина

Чтобы иметь возможность писать что-то в Интернете, нужно также еще и просто выжить. В начале 1917 года в Российской империи из 100 детей 40 не доживали до трехлетнего возраста. Смертность населения от инфекционных заболеваний в 1901-1905 годах составляла 31 на 1000 человек. С 1891 по 1914 годы от инфекционных болезней умерло 2,35 млн человек, основные: скарлатина, дифтерия, корь, коклюш, оспа и тифы. Заметьте, почти от всех них теперь есть прививки и антибиотики.

В 2017 году младенческая смертность в России составляла 5,2 на 1000 родившихся живыми, одна из самых низких в мире. Смертность людей от инфекционных заболеваний — чуть больше: 25 на 100 000 населения, и этот показатель считается высоким. Все это — достижения медицинской науки и гигиены, но об истории болезней и вакцин мы писали не раз, это отдельная тема.

P.S.: Конечно, пришлось опустить очень много важных деталей, открытий, ученых, иначе материал получился бы размером с Википедию. Но все равно впечатляет, что вся эта колоссальная история, миллионы часов напряженной работы, проб и ошибок, сходятся в одной точке, когда пользователь под постом в соцсетях телеканала «Наука» пишет… — А кстати, что вы напишете?