20 išradimų, labiausiai pakeitusių pasaulį

Štai 20 svarbiausių visų laikų išradimų, be kurių mūsų gyvenimas būtų kitoks.

Prieš išrandant ratą (3500 m. pr.m.e.), žmonių galimybės gabenti daiktus sausuma – ypač dideliais atstumais – buvo labai ribotos. Pats ratas nebuvo sunkiausia „rato išradimo“ dalis. Pasak antropologijos profesoriaus Davido Anthony, viskas tapo sudėtinga, kai reikėjo prie riedančio cilindro prijungti nejudančią platformą.

„Genialiausia buvo rato ir ašies koncepcija, – sako D.Anthony. – Tačiau paskui buvo sudėtinga ją pagaminti“.

Profesoriaus teigimu, skylės ratų centre ir fiksuotų ašių galuose turėjo būti beveik idealiai apvalios ir lygios. Ašies dydis taip pat buvo labai svarbus veiksnys, kaip ir jos prigludimas (ne per daug sandari, bet ir ne per laisva).

Vis dėlto, sunkus darbas atsipirko su kaupu. Ratiniai vežimai palengvino žemės ūkį ir prekybą, taip pat palengvino dideliais atstumais keliaujančių žmonių naštą. Dabar ratai yra labai svarbi mūsų gyvenimo dalis, juos galima rasti visur – nuo laikrodžių iki transporto priemonių ir turbinų.

Vokiečių išradėjas Johannesas Gutenbergas spausdinimo presą išrado kažkur tarp 1440 ir 1450 metų. Jis išrado naują liejimo techniką, kuri leido greitai sukurti didelius kiekius metalinių kilnojamųjų spausdinimo simbolių.

Naudojant šią techniką, spausdinimo staklės ženkliai padidino knygų kopijų darymo greitį ir taip pirmą kartą istorijoje paskatino greitą ir plačią žinių sklaidą. Knygoje „The Printing Revolution in Early Modern Europe“ istorikė Elizabeth L.Eisenstein rašė, kad „iki 1500 m. spaustuvių dirbtuvių buvo galima rasti kiekviename svarbesniame municipaliniame centre“. Apskaičiuota, kad iki 1500 m. Vakarų Europoje buvo išspausdinta iki dvidešimties milijonų tomų – nors E.L.Eisenstein mano, kad jų buvo apie aštuonis milijonus.

Be kita ko, spaustuvė leido plačiau susipažinti su Biblija, o tai savo ruožtu paskatino alternatyvias jos interpretacijas, tarp jų ir Martyno Liuterio, kurio „95 tezės“ – šimtų tūkstančių egzempliorių tiražu išspausdintas dokumentas – sukėlė protestantiškąją reformaciją.

1928 m. škotų mokslininkas Alexanderis Flemingas savo laboratorijoje pastebėjo bakterijų pripildytą lėkštelę, kurios dangtelis buvo netyčia paliktas pravertas. Mėginys buvo užterštas pelėsiu, ir visur, kur buvo pelėsis, bakterijos buvo negyvos. Paaiškėjo, kad tas antibiotikas – pelėsis – yra grybas Penicillium, o per kitus du dešimtmečius chemikai jį išgrynino ir sukūrė vaistą peniciliną, kuris kovoja su daugybe žmonių bakterinių infekcijų, nekenkdamas patiems žmonėms. 1944 m. penicilinas jau buvo masiškai gaminamas ir reklamuojamas. Antrojo pasaulinio karo kariams buvo patariama vartoti šį vaistą, kad atsikratytų venerinių ligų.

Tačiau 2003 m. žurnale „Clinical Reviews in Allergy and Immunology“ publikuoto tyrimo duomenimis, maždaug 1 iš 10 žmonių patiria alerginę reakciją į šį antibiotiką.

Senovės jūrininkai navigacijai naudojo žvaigždes, tačiau šis metodas neveikė dieną arba debesuotomis naktimis, todėl buvo pavojinga keliauti toli nuo sausumos.

Pirmasis kompasas buvo išrastas Kinijoje Hanų dinastijos laikais tarp II a. pr.m.e. ir I jau mūsų eros amžiaus. Jis buvo pagamintas iš natūraliai įmagnetintos geležies rūdos. Tačiau pirmą kartą navigacijai kompasas buvo panaudotas Songų dinastijos laikais, XI-XII a.

Kompasas leido jūreiviams saugiai naviguoti toli nuo sausumos, atverdamas pasaulį tyrinėjimams, o vėliau – pasaulinei prekybai. Kompasas – iki šiol plačiai naudojamas prietaisas – visiems laikams pakeitė mūsų žinias ir supratimą apie Žemę.

Lemputės išradimas pakeitė mūsų pasaulį, nes panaikino mūsų priklausomybę nuo natūralios šviesos ir suteikė galimybę dirbti produktyviai bet kuriuo metu, dieną ar naktį. Šią revoliucinę technologiją XIX a. kūrė keli išradėjai. Pagrindiniu išradėju laikomas Tomas Edisonas, kuris 1879 m. sukūrė pilnai veikiančią apšvietimo sistemą, įskaitant generatorių, laidus ir anglies pluošto lemputę.

Šis išradimas inicijavo elektros įvedimą į namus visame Vakarų pasaulyje.

Keletas išradėjų atliko pirmuosius darbus elektroninio balso perdavimo srityje – daugelis iš jų vėliau, kai telefonų naudojimas smarkiai išpopuliarėjo, pateikė ieškinius dėl intelektinės nuosavybės, – tačiau 1876 m. kovo 7 d. škotų išradėjui Alexanderiui Grahamui Bellui pirmajam buvo išduotas elektrinio telefono patentas. Po trijų dienų A.G.Bellas pirmą kartą paskambino telefonu savo padėjėjui Thomui Watsonui, prašydamas kuo skubiau ateiti.

Išradimas greitai prigijo ir sukėlė revoliuciją pasauliniame versle bei komunikacijoje. 1922 m. rugpjūčio 2 d. mirus A.G.Bellui, jo garbei Jungtinėse Valstijose ir Kanadoje vienai minutei buvo nutrauktas telefono ryšys.

Šiuose varikliuose deginant degalus išsiskiria aukštos temperatūros dujos, kurios plėsdamosi veikia stūmoklį ir jį judina. Taigi, vidaus degimo varikliai cheminę energiją paverčia mechaniniu darbu. Prie  vidaus degimo variklių kelis dešimtmečius dirbo ne vienas mokslininkas  – ir XIX a. antroje pusėje šis išradimas jau įgavo šiuolaikinį pavidalą. Vidaus degimo variklis pradėjo pramonės amžių ir leido išrasti daugybę įvairių mašinų, įskaitant šiuolaikinius automobilius ir orlaivius.

Kontraceptinės tabletės, prezervatyvai ir kitos kontracepcijos priemonės išsivysčiusiose šalyse ne tik sukėlė seksualinę revoliuciją – nes leido vyrams ir moterims užsiimti lytiniais santykiais vien savo malonumui – bet ir drastiškai sumažino vidutinį palikuonių skaičių, tenkantį vienai moteriai tose šalyse, kuriose jos naudojamos. Turėdamos mažiau vaikų, šiuolaikinės šeimos pasiekė aukštesnį pragyvenimo lygį.

Pasauliniu mastu kontraceptinės priemonės padeda žmonių populiacijai palaipsniui susilyginti – mūsų skaičius tikriausiai stabilizuosis iki šio šimtmečio pabaigos. Kai kurios kontraceptinės priemonės – pavyzdžiui prezervatyvai - taip pat stabdo lytiškai plintančių ligų plitimą.

Tiesa, natūrali ir augalinė kontracepcija naudojama jau tūkstantmečius, o prezervatyvai vienokia ar kitokia forma egzistavo nuo seniausių laikų, teigia mokslininkė Jessica Borge. Guminis prezervatyvas sukurtas XIX a.

1960 m. FDA patvirtino pirmąją geriamąją kontraceptinę tabletę Jungtinėse Valstijose, o iki 1965 m. daugiau nei 6,5 mln. amerikiečių moterų vartojo kontraceptines tabletes, knygoje „The Birth of the Pill: How Four Pioneers Reinvented Sex and Launched a Revolution“ teigia Jonathanas Eigas.

Mokslininkai ir toliau daro pažangą gimstamumo kontrolės srityje, o kai kuriose laboratorijose netgi siekiama sukurti vyrišką „piliulės“ versiją. 2002 m. Maisto ir vaistų administracija patvirtino nuolatinį gimstamumo kontrolės implantą „Essure“.

Internetas yra pasaulinė tarpusavyje sujungtų kompiuterių tinklų sistema, kuria naudojasi milijardai žmonių visame pasaulyje. XX a. septintajame dešimtmetyje JAV gynybos departamento Pažangiųjų mokslinių tyrimų projektų agentūros mokslininkai sukūrė ryšių tinklą, sujungiantį agentūros kompiuterius. Tai buvo interneto pirmtakas, pavadintas „ARPANET“, kuriame buvo naudojamas duomenų perdavimo metodas, vadinamas „paketų perjungimu“. Jį, remdamasis ankstesniais kitų kompiuterių mokslininkų darbais, sukūrė kompiuterių mokslininkas ir komandos narys Lawrence Robertsas.

Šią technologiją septintajame dešimtmetyje patobulino mokslininkai Robertas Kahnas ir Vintonas Cerfas, sukūrę svarbiausius interneto ryšio protokolus – perdavimo valdymo protokolą (angl. transmission Control Protocol, TCP) ir interneto protokolą (angl. internet protocol, IP), savo knygoje rašo kompiuterių mokslininkas Harry R. Lewisas. Būtent R.Kahnas ir V.Cerfas dažnai laikomi interneto išradėjais.

1989 m. internetas dar labiau išsivystė dėl kompiuterių mokslininko Timo Bernerso-Lee išradimo – jis sukūrė žiniatinklį (angl. World Wide Web, WWW). Pasak Europos branduolinių tyrimų organizacijos (CERN), kurioje dirbo T.Bernesas-Lee, „pagrindinė WWW idėja buvo sujungti besivystančias kompiuterių, duomenų tinklų ir hiperteksto technologijas į galingą ir lengvai naudojamą pasaulinę informacinę sistemą“. WWW sukūrimas visiems atvėrė interneto pasaulį ir sujungė pasaulį taip, kaip niekada anksčiau.

Šis išradimas atsirado daugiau kaip prieš 2000 metų, Senovės Romos laikotarpiu, ir tapo įmanomas tik po to, kai žmonės išvystė gebėjimą lieti ir formuoti metalą. Anksčiau medines konstrukcijas reikėjo statyti geometriškai sujungiant gretimas lentas, o tai buvo daug sunkesnis statybos procesas.

Nuo 1790-ųjų iki XIX a. pradžios pradėjo veikti vinių gamybos mašinos. Henry Bessemerui sukūrus masinės plieno gamybos iš geležies procesą, geležinių vinių pamažu mažėjo, o 1886 m. 10 proc. vinių JAV buvo gaminama iš minkštos plieninės vielos. Iki 1913 m. 90 proc. visų JAV gaminamų vinių sudarė plieninė viela.

Medvaržčio – patikimesnės, bet sunkiau įsukamos tvirtinimo detalės – išradimas paprastai priskiriamas  III a. pr.m.e. gyvenusiam graikų mokslininkui Archimedui, tačiau greičiausiai jį išrado pitagorietis filosofas Archytas, teigia Davidas Blockley knygoje „Engineering: A Very Short Introduction“.

Ugnies naudojimas yra vienas galingiausių ankstyvųjų žmonijos išradimų, radikaliai pakeitęs mūsų senovės protėvių gyvenimo būdą. Suteikdama šilumą ir galimybę ruošti maistą – pavyzdžiui mėsą – ugnis (laužavietės) taip pat buvo socialinio susibūrimo vieta. Ugnis taip pat buvo tam tikra apsauga nuo plėšrūnų.

Tiksli ugnies atsiradimo data ilgą laiką buvo paslaptimi, tačiau kai kurie tyrimai rodo, kad homininai ją pirmą kartą panaudojo Kenijoje prieš 1 mln. metų, mėsai kepti. Kiti įrodymai rodo, kad ugnį Europoje ir Azijoje naudojo neandertaliečiai, o Afrikoje išsivystę Homo sapiens geriau įvaldė ugnies kūrimo įgūdžius. Neseniai archeologai Izraelyje rado įrodymų, kad homininai ugnį naudojo prieš 1,5–2 mln. metų.

Senovės romėnai laikomi viena pirmųjų visuomenių, architektūroje pradėjusių naudoti betoną: romėnų pirtys ir tokie žymūs objektai kaip Koliziejus ir Panteono kupolas buvo pastatyti naudojant betoną, sumaišytą su vulkaniniais pelenais, kalkėmis ir jūros vandeniu. Neįtikėtina, bet daugelis šių senovinių pastatų ne tik vis dar stovi, bet ir išliko geros būklės maždaug 2000 metų – tai puikiai demonstruoja romėnų betono ilgaamžiškumą.

Vis dėlto senovės egiptiečiai savo pastatuose daug anksčiau – 3000 m. pr.m.e. – naudojo primityvią betono formą, sumaišytą su pelenais ir sūriu vandeniu. Viename moksliniame tyrime padaryta išvada, kad Didžiosios Gizos piramidės dalys galėjo būti pastatytos naudojant betoną. Betonas yra stiprus gniuždant, bet lengvai lūžta tempiamas, todėl XIX a. pabaigoje Prancūzijoje išradus gelžbetonį, kuris suteikia betonui tam tikrą plieno tempiamąją jėgą, betonas galėjo būti plačiau naudojamas statybose.

Pranciškonų vienuolis, Oksfordo universiteto mokslininkas Rogeris Baconas 1268 m. pirmias sukūrė didinamąjį stiklą. Kartais vadinamas „pirmuoju Didžiosios Britanijos mokslininku“, R.Baconas didinamąjį stiklą sukūrė remdamasis musulmonų mokslininkų tyrimais.

Tačiau optiniai įrankiai buvo naudojami daug seniau. Įrodymai rodo, kad jau 700 m. pr.m.e. senovės Egipto gyventojai pastebėjo, kad, norint pagerinti regėjimą, galima žiūrėti pro kristalus.

Pirmoji baterija atsirado 1800 m., kai italų fizikas Alessandro Volta suvyniojo sudėtus vario ir cinko diskus į audeklą, panardino jį į sūrų vandenį ir atrado, kad jis praleidžia energiją. 1802 m. škotų profesorius Williamas Cruickshankas išrado Voltos konstrukcijos variantą, kurį sudarė 50 vario ir cinko diskų medinėje dėžutėje, pripildytoje druskos tirpalu. Tačiau 1859 m. prancūzų fizikas Gastonas Plante išrado pirmąją praktiškai naudojamą bateriją. Šiuolaikinės G.Plante įkraunamo švino-rūgštinio akumuliatoriaus atmainos iki šiol naudojamos automobiliuose.

XV a. prasidėjo didžiosios nuotykių ieškotojų ir jūrų pirklių atradimų kelionės ir pasaulinio vandenynų prekybos tinklo vystymasis. Prekybos laivai ištisus mėnesius per dažnai klastingas jūras gabeno itin brangų šilką, prieskonius, druską, vyną ir arbatą. Po keturių laivų sudužimo jūroje per 1707 m. įvykusią jūreivystės katastrofą, jūrininkai suprato, kad jiems reikia tikslaus būdo nustatyti ilgumą, kai nėra matomos sausumos.

1714 m. Didžiosios Britanijos parlamentas pasiūlė 20 000 svarų sterlingų premiją tam, kas išspręs šią problemą. 1735 m. šią premiją laimėjo dailidė Johnas Harrisonas.

Galimybė skraidyti jau daugelį amžių audrino išradėjų vaizduotę, o pirmasis žmogaus valdomas skrydis įvyko 1783 m., kai Josephas-Michaelis ir Jacques-Ètienne Montgolfieriai pakilo į dangų karšto oro balionu. 1853 m. britų inžinierius George Cayley sukūrė pirmąją sklandytuvą, tačiau tik 1903 m. brolių Wrightų (Orville Wrighto ir Wilburo Wrighto) lėktuvas tapo pirmuoju sėkmingai pakilusiu lėktuvu. Jis ne tik pakilo, bet po skrydžio nusileido nesugadintas – kitaip nei daugelis anksčiau išrastų orlaivių.

Broliai Wrightai įkvėpimo sėmėsi stebėdami skrendančius paukščius.

Šaldytuvai tam tikra forma egzistuoja jau tūkstančius metų. Priklausomai nuo klimato, senovėje maistui išlaikyti šaltyje buvo naudojamas ledas arba šaltas vanduo. Tačiau pirmą kartą dirbtinį šaldymo įrenginį 1798 m. pristatė Škotijos fizikas ir chemikas Williamas Cullenas.

Tolesnis proveržis įvyko 1834 m., kai amerikiečių inžinierius Jacobas Perkinsas sukūrė šaldymo suspaustais garais sistemą. 1876 m. vokiečių inžinierius Carlas von Linde pasiūlė dujų suskystinimo procesą ir pradėjo komercinio šaldymo erą.

1913 m. amerikiečių inžinierius Fredas Wolfas išrado pirmąjį buitinį šaldytuvą. 1913 m. augant šviežių produktų paklausai, daugėjo ir namų ūkių, turinčių šaldytuvus.

Branduolinę energiją 1930 m. pirmasis atrado italų fizikas Enrico Fermi, kuris nustatė, kad bombarduojant atomus neutronais, galima juos suskaldyti ir taip gauti milžiniškus energijos kiekius. Čikagos universitete jis sukūrė pirmąją grandininę branduolinę reakciją.

Po šio sėkmingo eksperimento šeštajame dešimtmetyje buvo sukurtos kelios branduolinės elektrinės, o 1951 m. Aidaho valstijoje pradėjo veikti pirmoji branduolinė elektrinė, kurioje elektra buvo gaminama iš atominės energijos, naudojant eksperimentinį reaktorių „Breeder Reactor I“. 1954 m. Obninskas buvusioje Sovietų Sąjungoje tapo pirmąja pasaulyje prie tinklo prijungta atomine elektrine, o 1957 m. atominė elektrinė Pensilvanijoje tapo pirmąja komercine atomine elektrine.

Branduolinė energija ir šiandien plačiai naudojama visame pasaulyje. Tačiau esamose branduolinėse elektrinėse atomai skaidomi dalijimosi būdu, todėl susidaro radioaktyviųjų medžiagų, kurių skilimas trunka labai ilgai. Be to, branduolinių katastrofų – tokių kaip Černobylio ir Fukušimos – pavojus išryškina branduolių dalijimusi pagrįstos branduolinės energijos problemas.

Todėl mokslininkai stengiasi sukurti tinkamus naudoti branduolių sintezės reaktorius, kurie teoriškai galėtų gaminti švarią, neribotą energiją. 2022 m. mokslininkai pranešė apie nedidelį proveržį – branduolių sintezės reaktorių, kuris pagamino daugiau energijos, nei į jį buvo įdėta. Tačiau, pasak ekspertų, iki tinkamo naudoti branduolių sintezės reaktoriaus dar toli.

Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) duomenimis, kasmet skiepai nuo užkrečiamųjų ligų – tokių kaip difterija, stabligė ir tymai – išgelbėjama apie 2–3 mln. gyvybių.

1796 m. anglų gydytojas Edwardas Jenneris atrado, kad melžėjos retai sirgo ar mirė nuo raupų – nes prieš tai buvo užsikrėtusios karvių raupų virusu. Taigi, jis panaudojo karvių raupus, kad sukurtų vakciną nuo raupų. Jis paskiepijo 8 metų berniuką karvės raupais – o paskui raupais – ir berniukas niekada nesusirgo mirtina ligos forma.

E.Jennerio eksperimentas padėjo sukurti vakciną nuo raupų, o jo darbas laikomas imunologijos pradžia. 1980 m. PSO oficialiai paskelbė, kad raupai išnaikinti. Tačiau mokslininkai ir toliau kuria naujas gyvybes gelbstinčias vakcinas – pavyzdžiui, vakcinas nuo koronaviruso, kurios suvaidino didelį vaidmenį kovojant su pandemija.

Kaip ir daugelis didžiųjų išradimų, rentgeno spinduliai buvo atrasti atsitiktinai. 1895 m. vokiečių inžinierius ir fizikas Wilhelmas Conradas Rontgenas du mėnesius tyrė radiacijos galimybes. Atlikdamas eksperimentą, kurio metu tikrino, ar katodiniai spinduliai gali prasiskverbti pro stiklą, jis pastebėjo, kad spinduliuotė gali prasiskverbti pro nemažo storio ekranus, palikdama kietų objektų šešėlį.

Netrukus jis atrado, kad rentgeno spinduliai gali prasiskverbti pro žmogaus audinius ir parodyti aiškų skeleto ir organų vaizdą. Po metų grupė gydytojų padarė pirmąsias pacientų rentgeno nuotraukas. Šie stebėjimai paskatino radiologijos vystymąsi ir nuo tada padėjo medikams diagnozuoti kaulų lūžius, auglius, organų nepakankamumą ir kita.