Владислав Пристинский - 100 знаменитых изобретений
Песочные часы стали известны в Западной Европе в конце Средних веков. Так, в Париже обнаружено сообщение, датированное 1339 годом. Оно содержит указание по приготовлению тонкого песка из просеянного порошка черного мрамора, прокипяченного в вине и высушенного на солнце. Быстрому распространению песочных часов способствовала их простота, надежность, низкая цена и возможность измерять время в любой момент суток. Их недостатком был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая часов. Обычные часы были рассчитаны на полчаса или час, реже – на 3 часа. Огромные песочные часы были рассчитаны на 12 часов хода.
Как и огневые, песочные часы никогда не достигали точности хода солнечных. При длительном использовании зерна песка дробились на более тонкие, отверстие в середине диафрагмы постепенно исстиралось и увеличивалось. Поэтому скорость прохождения песка возрастала.
Революционным изобретением было создание первых колесных часов, с появлением которых началась современная эра хронометрии.
Автор и дата изобретения механических часов неизвестны. Предполагают, что впервые их создал монах Герберт из Орильяка, будущий Папа Римский Сильвестр II (950–1003). Механические часы стали результатом усложнения механической части водяных. Разница была лишь в движущей силе: струю воды заменила тяжелая гиря. Для механических часов потребовалось изобрести шпиндельный спуск, через определенные промежутки времени прерывающий движение часового механизма, и регулятор хода.
На старинных башенных английских и французских часах не было циферблата. Время они сообщали боем.
Самая ранняя достоверная дата применения шпиндельных механических часов – примерно 1340 год. С того времени они вошли в общее употребление. В 1450 году появились пружинные часы, а к концу XV столетия – переносные часы.
Появление механических часов позволило перейти к равной продолжительности часа, независимо от времени года. Сначала сутки подразделяли на 24 часа, затем их разделили на 2 половины, по 12 часов в каждой.
Первым упоминанием о таких часах является сообщение об «астрарии» – астрономических часах профессора Джиованни де Донди. Они показывали движение Солнца, Луны и пяти планет, содержали вечный календарь.
В середине XVI века в некоторых больших часах появляется минутная стрелка, а иногда и секундная. Примерно тогда входит в употребление будильник. Особую потребность в надежных небольших часах испытывали мореходы. Такие устройства помогли бы морякам определять долготу своего местоположения. Эту проблему помогло решить сначала изобретение ходовой пружины, а затем маятника. Первые маятниковые часы для навигации сконструировал Галилео Галилей в 1641 году. Впоследствии в 1657 году их усовершенствовал голландец Гюйгенс. Но лишь в 1726 году был создан хронометр, позволивший морякам «перевозить время» и с достаточной точностью определять координаты судна.
Часы являются первым автоматом, примененным для практических целей. Их появление ускорило технический прогресс. Лучшие современные механические часы измеряют время с погрешностью не более 0,0001 секунды в сутки. Но сейчас этого недостаточно. На смену им пришли электронные часы, в которых роль маятника играет кристалл кварца. Борясь за точность, ученые создали молекулярные часы, в которых используется способность определенных молекул поглощать и излучать электромагнитные колебания строго определенной частоты. С 1964 года за эталон времени была принята величина, соответствующая 9 192 631 770 электромагнитных колебаний, излучаемых атомом цезия. Неточность современных атомных цезиевых часов составляет 1 с за 10 000 лет. С 1972 года все страны мира перешли на отсчет микровремени с помощью атомных часов.
Еще большей точностью обладают квантовые часы. Они дают погрешность в 1 с за 100 000 лет.
Шариковая ручка
С тех пор как человек начал рисовать и писать, сменилось немало приспособлений, помогающих ему это делать.
Первыми из них были палка и камень, которыми рисовали на песке или на скале.
Примерно в IV тысячелетии до н. э. человек начал писать на смоченных водой глиняных дощечках при помощи деревянной или бронзовой палочки либо кости. Древние греки выводили буквы деревянными заостренными палочками (стилусами) на дощечках, покрытых тонким слоем воска.
Первую ручку, судя по всему, изобрели египтяне. В гробнице Тутанхамона археологи обнаружили свинцовую трубочку с заостренным концом. Предположительно, внутрь трубочки вставлялась тростинка, заполненная темной жидкостью, которая понемногу стекала к заостренному концу. Когда трубочкой водили по папирусу, на нем оставался черный след. Но это изобретение было забыто. В течение многих веков для записей употреблялись восковые дощечки и усовершенствованный (металлический или костяной) стилус с расплющенным концом.
После изобретения пергамента для письма понадобился другой инструмент. Так появилось знаменитое гусиное перо. Первыми его стали использовать испанцы. Определенным образом заточенное гусиное перо позволило изменить стиль письма – сделать его прописным и наклонным. Так были придуманы прописные буквы. В основном использовались гусиные перья, хотя применялись перья воронов и даже павлинов. Чтобы подготовить перо к работе, его сначала очищали в раскаленном песке, затем обрезали под определенным углом и затачивали – от этого во многом зависело качество написанного. Хорошие перья принято было преподносить в качестве подарка.
В конце XVIII в. независимо друг от друга австралийцы и французы изобрели грифель для карандаша. Тогда и возникла индустрия пишущих инструментов.
Прообраз стального пера появился в 1803 г. (новинка тогда же была запатентована). Сначала на кончике пера не было продольной прорези, поэтому оно брызгало чернилами и писало без нажима. Стальные кончики для перьев (в усовершенствованном варианте) получили признание только 27 лет спустя. К концу XIX в. ручки с металлическим пером полностью вытеснили гусиные перья. Делали их из стали, серебра и золота.
Ручку, которую не надо постоянно макать в чернильницу, изобрел американец Л. Э. Ватерман. До него уже были попытки создать «долгоиграющую» ручку, но они были не вполне удачными – чернила через перо поступали нерегулярно, и часто ручка отказывалась писать. Ватерман использовал принцип капилляра, который основан на вытеснении жидкости поступающим воздухом. Он проделал дополнительные отверстия в системе подачи чернил, что обеспечило равномерный непрерывный приток чернил к перу. Ватерман образовал компанию «Ideal Реп», которая занималась изготовлением и продажей перьевых чернильных ручек.
Правда, вскоре у перьевой ручки появился конкурент: ручка шариковая. В октябре 1888 г. «авторучку с вращающимся наконечником» запатентовал Дж. Д. Лауд из Массачусетса. Он использовал маленький шарик, который одной стороной купался в чернилах. За последующие 30 лет Патентное ведомство США выдало 350 патентов на аналогичные ручки. Однако они были далеки от совершенства: чернила оказывались либо слишком жидкие и оставляли кляксы на бумаге, пачкали карман, либо слишком густые и застывали на шарике.
В 1938 г. патент на изобретение шариковой ручки получил венгерский химик Йозеф (Ласло) Биро, эмигрировавший в Америку. Решить проблему чернил ему помог брат Георг, химик. Через несколько лет англичане выкупили у Биро патент и стали выпускать шариковые ручки специально для летчиков, поскольку эти ручки, в отличие от чернильных, не текли в полете.
В октябре 1945 года после ярмарки в Нью-Йорке шариковые ручки появились в широкой продаже. Тогда шариковая авторучка была разрекламирована как «первая ручка, способная писать под водой!». 29 октября 1945 года было продано 10 000 ручек в течение одного дня в магазине Джимбела в Нью-Йорке.
Биро не позаботился о защите своего изобретения в США. После успеха шариковых ручек в 1945 году Ласло пытался через суд оспаривать свои права на шариковую авторучку в США, но, увы, было поздно. Адвокаты промышленника, наладившего серийное производство шариковых ручек, доказали в суде, что Биро вообще ничего не изобретал. Они обосновывали это тем, что за столетия до этого сельскохозяйственные рабочие метили мешки с сахарным тростником с помощью каучукового шарика, который держали в руках. По их мнению, они использовали принцип шариковой авторучки.
В СССР интерес к шариковым ручкам появился после Великой Отечественной войны. Первоначально с предложением наладить их выпуск Советский Союз обратился к Паркеру, поскольку ручками его фирмы, принадлежавшими генералу Эйзенхауэру, подписывался акт о безоговорочной капитуляции Германии. Однако американский бизнесмен в просьбе отказал. Пришлось «изобретать» собственную авторучку.
Производство отечественных шариковых ручек вначале столкнулось с трудностями. Шарики, выпускавшиеся на Куйбышевском заводе шарикоподшипников, никак не принимали нужную форму, затем появились проблемы с пастой. В конце концов пасту стали делать из смеси касторки с канифолью. Первая советская шариковая ручка появилась в 1949 году.
