۱۹ اختراع و نوآوری انقلابی برتر در تاریخ – قسمت اول

15 شهریور 1400 - 18:00
۱۹ اختراع و نوآوری انقلابی برتر در تاریخ قسمت اول

در این مقاله لیستی از بهترین اختراعات تاریخ را با هم مرور می‌کنیم؛ ایده‌ها، نوآوری و طرح‌هایی که شکل زندگی بشر را کاملا تغییر دادند. در ادامه تکفارس را همراهی کنید تا باهم سفری به این چند اختراع انقلابی تاریخ داشته باشیم.

شاید اینطور به‌نظر برسد که در زمان حاضر، دائما شاهد معرفی اختراعات و اکتشافات جدیدی در دنیا باشیم. درهر حال می‌توان ریشه‌ی اصلی بسیاری از ایده‌‌ها و فناوری‌های جدید که در سبک زندگی نوین ما تغییر ایجاد کرده‌اند را در تاریخ ردیابی کرد. بشر همیشه قابلیت خارق‌العاده‌ای در ارائه‌ی اختراعات جدید و پیشرفت داشته است.

مطالب مرتبط:

برخی از اختراعات و اختراعات تاریخ، تاثیر بیشتری روی پیشرفتِ تمدن و توسعه‌ی فناوری داشته‌اند. حال قصد داریم در این مقاله لیستی از این اختراعات مهم و انقلابی را باهم مرور کنیم.

۱- چرخ (۳۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح) – چیزهای مختلف را بچرخانید!

چرخ سفال گری - یک نوآوری و اختراع

چرخ یکی از اختراعات اولیه‌‌ محسوب می‌شود که تاریخ بشر را تغییر داده است. اگرچه چرخ آنقدرها هم که فکر‌ می‌کنید قدیمی نیست. اولین چرخ حدودا ۴۰۰۰ سال پیش‌ از میلاد ساخته شده است. در آن زمان پیشرفت بشر در حدی بود که ریخته‌گری آلیاژهای فلزی، ساخت کانال و قایق‌های بادبانی و حتی طراحی یکی از پیچیده‌ترین آلات موسیقی یعنی چنگ را انجام داده بود.

چرخ در واقع به خودی خود یک اختراع کلیدی محسوب نمی‌شود، زیرا این اختراع احتمالا هنگامی که شخصی برای اولین‌بار یک سنگ درحال غلتیدن را دیده، به‌وجود آمده است. این ترکیب چرخ با محورهای ثابت بود که امکان اتصال آن را به یک چهارچوب ثابت فراهم ساخت. کارایی چرخ بدون محور ثابت خیلی محدود است.

شواهد نشان می‌دهد اولین دستگاهی که از ترکیب چرخ و محور استفاده کرده، چرخ سفال‌گری بوده است. این دستگاه به صورت آزادانه می‌چرخد و بر اساس مکانیزم محور و چرخ کار می‌کند. این وسیله اولین‌بار حدود ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح در ناحیه‌ی بین‌النهرین (عراق، کویت، ترکیه و سوریه‌ی کنونی) ساخته شد. عمر قدیمی‌ترین نمونه‌ی کشف شده از این دستگاه در ناحیه‌ی اور، به ۳۱۰۰ سال پیش از میلاد می‌رسد و علاوه‌بر این شواهدی از وسایل نقلیه چرخ‌دار در اواخر هزاره‌ی چهارم قبل از میلاد وجود دارد.

۲- قطب‌نما (۲۰۰ سال پیش از میلاد)

قطب نما - یک نوآوری و اختراع

قطب‌نما به انسان‌ها کمک کرد تا بتوانند سراسر جهان را کاوش و مسیریابی کنند. امروزه با وجود فناوری‌هایی مثل جی‌پی‌اس و ماهواره‌ها، استفاده از قطب‌نما زیاد رایج نیست اما در زمان خودش یک اختراع مهم محسوب می‌شد.

قطب‌نما احتمالا اولین‌بار برای اهداف معنوی ساخته شده بود ولی مدتی بعد، این دستگاه برای مسیر یابی هم مورد استفاده قرار گرفت. اولین قطب‌نماها ۲۰۰ سال پیش از میلاد و احتمالا توسط چینی‌ها ساخته شده‌اند. برخی از نمونه‌های اولیه این دستگاه از سنگ‌چوب ساخته شده‌اند که می‌توان این نمونه‌ها را یک آهنربای معدنیِ طبیعی دانست.

همچنین شواهد دیگری هم وجود دارد که براساس آن، تمد‌ن‌های دیگر از سنگ‌چوب برای مسیریابی یا اهداف معنوی استفاده می‌کردند. حدود سال ۱۰۵۰ پیش از میلاد، مردم استفاده از سنگ‌چوب را برای مسیریابی، کنار گذاشتند. در کتابی که در سال ۱۱۹۰ توسط اروپایی‌ها نوشته شده، به سوزن‌های مغناطیسی و کاربرد آن بین ملوانان اشاره شده است. بنابراین کاربرد سوزن مغناطیسی به‌عنوان یک قطب‌نما یک امر عادی بوده است.

۳- چرخ آبی

چرخ آبی - یک نوآوری و اختراع

چرخ آبی یک ماشین است که انرژی حرکتی آب‌های جاری یا آبشارها را به شکل‌های کاربردی دیگری از انرژی تبدیل می‌کند. از جمله کاربردهای این دستگاه می‌توان به آسیاب آبی اشاره کرد. این دستگاه از یک چرخ و تعدادی تیغه یا باله که در لبه‌ی بیرونی آن قرار دارد، تشکیل می‌شود.

چرخ آبی در چند ناحیه‌ی مختلف و به‌طور مستقل اختراع شد. برخی از اولین نمونه‌های این اختراع یک قرن پیش از میلاد در یونان ساخته شده که از آن‌ها برای آبیاری و آسیاب استفاده می‌کردند.

سلسله‌ی هان شرقی حداقل تا قرن اول میلادی از چرخ‌های افقی آبی برای فرزکاری و تزریق نیرو به پیستون‌هایی که برای تبدیل سنگ آهن به چدن استفاده می‌شد، استفاده می‌کردند.

همچنین در متون باستانی هندی که قدمت آن به قرن چهارم قبل از میلاد می‌رسد به دستگاهی اشاره شده که ممکن است اولین چرخ‌ آب بوده باشند. البته این موضوع تاکنون تایید نشده است.

۴- تقویم

تقویم اولیه

قدمت تقویم احتمالا به قدمت خط برمی‌گردد و هدف اصلی ساخت آن نظارت بر گذر روزها بوده است. این ایده خیلی قدیمی به‌نظر می‌رسد. اولین تقویم‌ها ‌بر اساس مراحل کامل شدن ماه ایجاد شدند زیرا نظارت بر این مراحل آسان بود.

تقویم قمری بر پایه‌ی چرخه‌ی کامل شدن ماه ساخته شد، اما در سال‌های خورشیدی، فصل‌ها نیز اضافه شدند. این فرمول احتمالا در بین‌ النهرین و در حدود هزاره سوم قبل از میلاد ابداع شده است.

بسیاری از تمدن‌های دیگر به استفاده از تقویم قمری ادامه دادند. باید اشاره کنیم که این نوع تقویم‌ها نسبت به هر سال خورشیدی چند روز کم‌ دارند. به‌منظور رفع این مشکل، اغلب یک ماه اضافه به سال‌های دیگر اضافه می‌شود. رومیان باستان نیز از سیستم مشابهی استفاده می‌کردند، اما استفاده از سیستم یاد شده در سال ۴۶ قبل از میلاد متوقف شد، زیرا رویدادهای اجتماعی و تعطیلات مذهبی در فصل‌های اشتباه رخ می‌داد.

سزار ژولیوس سیستم جدیدی را معرفی کرد که در آن طول ماه‌ها و سال‌ها با سال خورشیدی تنظیم شده بود. این تقویم به تقویم جولیان معروف است.

این سیستم جدید به‌خوبی کار می‌کرد و درصد خطای آن یک روز در هر ۱۲۸ سال بود. برای رفع این مشکل تقویم میلادی از راه رسید که تا به‌ امروز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. تقویم میلادی توسط پاپ گرگوری سیزدهم و در سال ۱۵۸۲ ساخته شد.

۵- بِتُن باستانی

بتن باستانی - یک نوآوری و اختراعما در دنیایی زندگی می‌کنیم که بناهای مختلف آن به واسطه‌ی بتن که مواد دیگر را کنار هم نگه‌ می‌دارد ساخته شده‌اند. بتن یک ماده کامپوزیتی است که از ترکیب سنگ‌ریزه یا شن، ماسه، سیمان پرتلند و آب ساخته شده است. این ماده می‌تواند پخش یا قالب‌گیری شده و هنگام سخت شدن توده‌ای شبیه سنگ ایجاد کند.

یکی از اجزای اصلی بتن، سیمان است. سیمان در اصل حدود سه هزار سال پیش از میلاد ساخته شده است. در آن زمان، مصریان از حالت‌های اولیه‌ی این ماده به‌عنوان ملات در ساخت بناهای مورد نظرشان استفاده می‌کردند.

۱۳۰۰ سال پیش از میلاد، مردم خاورمیانه بخش خارجی قلعه‌های سفالی خود را با یک لایه‌ی نازک و مرطوب از سنگ آهک سوخته می‌پوشاندند. واکنش شیمیایی این ماده با گازهای موجود در هوا باعث می‌شود تا لایه‌ی اشاره شده به یک سطح سخت و محکم تبدیل شود.

اهمیت آهک هیدرولیک در سال ۷۰۰ قبل از میلاد مشخص شد. مدتی بعد از این ماده در ساخت کوره‌های ملات استفاده شد. این نوع کوره برای ساخت خانه‌های دیوار آوار با کف بتنی و مخازن ضد آب زیرزمینی مورد استفاده قرار می‌گرفت.

یونانیان و رومیان باستان از نوعی بتن استفاده می‌کردند که حاوی پوزولانا (Pozzolana) بود. پوزولانا از مخلوط آلومینیوم و سیلیس تشکیل شده که در دمای اتاق و در ترکیب با آب و هیدروکسید کلسیم واکنش نشان می‌دهد. نتیجه‌ی این واکنش ماده‌ای را ایجاد می‌کند که به عنوان سیمان عمل می‌کند. این ترکیب یک ماده‌ی بسیار قوی بود و به همین دلیل است که بسیاری از ویرانه‌های یونانی و رومی تا به امروز باقی‌ مانده‌اند.

در سال ۱۸۲۴، سیمان پرتلند توسط جوزف آسپدین انگلیسی اختراع شد. جرج بارتولوم در سال ۱۸۹۱ اولین خیابان بتنی را در ایالات متحده ساخت که این خیابان هنوز هم وجود دارد.

استفاده از بتن تقویت شده با فولاد در پایان قرن نوزدهم رواج پیدا کرد. در سال ۱۹۲۰ نیز شخصی به‌نام آگوست پرت با استفاده از بتن آرمه‌ی فولادی، یک ساختمان آپارتمانی را در پاریس طراحی کرد و ساخت. این ساختمان باعث شد تا توجه بسیاری از ساختمان‌سازها به بتن جلب شود به‌طوری که در نهایت منجر به ایجاد بتن جدیدی به‌نام بتن مسلح شد.

شخص دیگری به‌نام Eugène Freyssinet در سال ۱۹۲۱ و در فرودگاه اورلی پاریس دو آشیانه‌ی بزرگ مخصوص هواپیما ساخت که باعث شده از او به‌عنوان یکی از پیشگامان استفاده از سازه‌های بتنی مسلح یاد شود. این آشیانه‌ها از طاق‌های سهمی شکل بهره می‌بردند.

۶- ساعت (۷۲۵ میلادی) – اولین ساعت مکانیکی

ساعت - یک نوآوری و اختراعآیا می‌توان تمدن مدرن را بدون درک زمان متصور شد؟ بسته به اینکه دید شما به این موضوع چگونه است، چنین شرایطی می‌تواند فوق‌العاده به‌نظر رسیده یا وحشتناک باشد. انسان‌ها از هزاران سال قبل از دستگاه‌هایی برای اندازه‌گیری زمان استفاده می‌کردند. سیستم فعلی اندازه‌ گیری زمان بر این اساس است که هر ۶۰ ثانیه معادل یک دقیقه و هر ۶۰ دقیقه معادل یک ساعت در نظر گرفته می‌شود. این سیستم اولین‌بار توسط سومریان و در حدود ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد ابداع شد.

ساعت‌های اولیه از حرکات خورشید یا آب به‌منظور اندازه‌‌گیری زمان بهره می‌بردند که به‌ترتیب به‌ آن‌ها ساعت آفتابی و ساعت آبی گفته می‌شود. از دیگر انواع ساعت‌های اولیه می‌توان به ساعت شمعی، چوبِ زمان و ساعت شنی اشاره کرد.

اولین ساعت مکانیک کشف شده، از مکانیزمی شبیه به مکانیزم فرار آب استفاده می‌کرد. در این روش از انتقال انرژی چرخشی برای انجام حرکات متناوب استفاده می‌شد. این نوع ساعت‌ اولین‌بار در صده‌ی سوم پیش از میلاد و در یونان ساخته شد.

در قرن دهم میلادی، مهندسان چینی ساعت‌هایی را اختراع کردند که در آن از مکانیزم فرار جیوه استفاده شده بود. در قرن ۱۱ نیز مهندسان عرب نوعی ساعت آبی ساختند که با چرخ دنده‌ها و وزنه‌ها حرکت می‌کرد.

اولین ساعت‌های مکانیکی به‌منظور پیشرفته‌تر کردن مکانیزم کاری این دستگاه از مجموعه‌ی چند چرخ‌ دنده بهره می‌بردند. این روش در حدود قرن ۱۴ میلادی و در اروپا ابداع شد. این ساعت‌ها تا سال ۱۶۵۶ که ساعت‌های آونگی از راه رسیدند، به‌عنوان نمونه‌های استاندارد شناخته می‌شدند.

ساعت‌ آونگی تا سال ۱۹۳۰ یعنی زمانی که ساعت‌های کوارتز ابداع شدند، به‌عنوان دقیق‌ترین نوع ساعت شناخته می‌شد. پس از آن و بعد از جنگ جهانی دوم، ساعت‌های اتمی نیز اختراع شدند.

۷- ماشین چاپ

چابخانه - یک نوآوری و اختراعچاپخانه بخشی مهم از بنیادی است که تمدن مدرن بر اساس آن بنا شده است.

یوهانس گوتنبرگ، طلافروش آلمانی  در سال ۱۴۳۶ ماشین چاپ را اختراع کرد. البته او اولین کسی نبود که فرآیند چاپ خودکار را توسعه داده است. قدمت چاپ چوب بلاکِ چینی به قرن ۹ برمی‌گردد. کتاب فروشان کره‌ای هم ۱۰۰ سال قبل از گوتنبرگ با نوعی فلز متحرک فرآیند چاپ تقریبا خودکاری را ابداع کرده بودند.

درهر حال، ماشین یوهانس گوتنبرگ صنعت مطبوعات آن زمان را بهبود بخشید و باعث شد این دستگاه به غرب معرفی شود. مطبوعات گوتنبرگ تا سال ۱۵۰۰ میلادی در سراسر اروپای غربی با تولید ۲۰ میلیون مقاله، از صفحات مختلف مجزا گرفته تا جزو‌ه‌ها و کتاب‌ها فعالیت می‌کردند.

دستگاه چاپ نه‌تنها به تولید انبوه روزنامه و جزوه‌ها کمک کرد، بلکه باعث شد تا قیمت آن‌ها کاهش یافته و بنابراین کتاب‌ها و روزنامه‌ها در دسترس افراد بیشتری قرار گیرند. در نتیجه این اقدام میزان سواد افراد در سراسر جهان افزایش یافت.

مارک تواین تأثیر ماشین چاپ در تاریخ را چنین توصیف کرده است:

جهان امروز  چه خوب و چه بد، مدیون گوتنبرگ است.

۸- موتور بخار – اختراعی که انقلاب به پا کرد

موتور استیم - یک نوآوری و اختراعگفته‌ می‌شود یکی از مدیران معدن اسپانیایی به‌نام Jerónimo de Ayanz اولین فردی بود که موتور بخار را ساخت. وی دستگاهی ساخت که از نیروی بخار به‌منظور انتقال آب در معادن استفاده می‌کرد.

به هرحال، یک مهندس و مخترع انگلیسی به‌نام توماس ساوری اولین موتور بخار علمی را در سال ۱۶۹۸ ساخت. دستگاه او از فشار بخار برای خالی کردن آب از معادن سیل‌زده، مورد استفاده قرار می‌گرفت. ساوری در توسعه‌ی موتور خود از اصولی استفاده کرد که توسط یک فیزیکدان بریتانیایی – فرانسوی به‌نام دنیس پاپین در ساخت اجاق گاز تحت فشار به‌کار گرفته بود.

یک انگلیسی دیگر به‌نام توماس نیوکامن در سال ۱۷۱۱ موتور بخار را بهبود داد و در سال ۱۷۸۱ نیز یک اسکاتلندی شاغل در دانشگاه گلاسکو به‌نام جیمز وات، یک کندانسور مجزا به موتور ساخته شده توسط نیوکامن اضافه کرد که با ثابت نگه‌ داشتن دمای سیلندر بخار عملکرد آن را به طرز چشمگیری بهبود می‌داد.

او بعدا یک موتور بخار دو چرخشی ساخت که تا دهه‌ی ۱۸۰۰ به‌عنوان عامل محرک قطارها، آسیاب‌ها، کارخانه‌ها و بسیاری از صنایع تولیدی دیگر مورد استفاده قرار می‌گرفت و آغازگر انقلاب صنعتی بود.

۹- واکسن‌ها – یکی از مهم‌ترین ابداعات بشر در حوزه‌ی سلامت

واکسن - یک نوآوری و اختراع

قدمت واکسن در واقع بسیار بیشتر از آن است که احتمالا تصور می‌کنید. عمل واریولاسیون به‌معنی مالیدن یک برش کوچک در پوست است که در قرن ۱۷ برای ایجاد ایمنی در برابر آبله در چین از آن استفاده می‌شد.

ادوارد جنر به‌عنوان بنیانگذار واکسینولوژی در غرب شناخته می‌شود. وی متوجه شد گاو‌های شیرده که اغلب از آبله گاوی رنج می‌بردند به‌ندرت به آبله‌ی معمولی مبتلا می‌شوند و پس از کشف این موضوع این فرضیه را مطرح کرد که ویروس ضعیف‌تر شده‌ی آبله گاو می‌تواند در برابر آبله مصونیت ایجاد کند. روشی که گام اولیه برای تولید واکسن بود.

اولین واکسن در سال ۱۷۹۸ ساخته شد. آزمایشات لویی پاستور بعدا منجر به ایجاد واکسن ضعیف زنده‌ای از واکسن سیاه زخم شد.

الکساندر گلنی در سال ۱۹۲۳ روشی را برای غیرفعال کردن سم کزاز با استفاده از فرمالدئید ابداع کرد که در نتیجه‌ی آن، واکسن کزاز کشف شد. از همین روش در سال ۱۹۲۶ برای ساخت واکسن علیه بیماری دیفتری نیز استفاده شد.

روش‌های کشت بافت ویروسی از سال ۱۹۵۰ تا ۱۹۸۵ توسعه داده شدند. در نتیجه‌ی توسعه‌ی این روش‌ها بشر توانست واکسن فلج اطفال (غیرفعال) و واکسن فلج اطفال Sabin (نمونه‌ی خوراکی ضعیف شده) را هم بسازد.

۱۰- قطاری که با موتور بخار کار می‌کرد

قطار موتور بخار - یک نوآوری و اختراعاولین لوکوموتیو بخار راه آهن در مقیاس کامل توسط مهندسی به‌نام ریچارد ترویتیک در سال ۱۸۰۴ و در کشور انگلستان ساخته شد. این قطار از فشار بالای بخار برای هدایت موتور استفاده می‌کرد. در ۲۱ فوریه‌ی ۱۸۰۴  لوکوموتیو بخار موسوم به Trevithick یک قطار را در امتداد تراموا در ولز جابه‌جا کرد.

اولین لوکوموتیو بخار تجاری در محدوده‌ی سال‌های ۱۸۱۲ تا ۱۸۱۳ و توسط جان بلنکینسوپ تولید شد. جورج استفنسون در سال ۱۸۱۴ یک موتور بخار جدید به‌نام لوکوموشن شماره‌ی یک را بر اساس طرح بلنکینسوپ ساحت.

استفنسون در سال ۱۸۲۱ به‌عنوان مهندس ارشد راه‌آهن استوکتون و دارلینگتون منصوب و وظیفه‌ی ساخت راه‌آهن بین این دو ناحیه در شمال شرقی کشور انگلستان به او محول شد. اولین خط راه‌آهن عمومی ساخته شده توسط استفنسون که برپایه‌ی نیروی بخار کار می‌کرد در سال ۱۸۲۵ افتتاح شد. لوکوموشن اولین لوکوموتیو بخاری بود که برای حمل مسافران ساخته شده‌ بود. وی همچنین در سال ۱۸۲۹ موتور معروف بخارِ راکت خود را اختراع کرد و عصر راه‌آهن از این نقطه آغاز شد.

در اینجا به پایان بخش اول این مقاله رسیدیم. به‌زودی بخش دوم (بخش تکمیلی) را هم برای شما منتشر خواهیم کرد. لطفا نظرات خود را در مورد این مقاله با تکفارس و سایر کاربران به اشتراک بگذارید.

اینستاگرام تکفارستلگرام تکفارس

‌منبع: ‌IE

برچسب‌ها: ،

نظرات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.