Хто був першим?

У 1973 році Мартін Купер продемонстрував перший стільниковий телефон. Він складався з батареї, радіоприймача і мікропроцесора (мікрокомп’ютера). Мешканці Нью-Йорка не могли повірити своїм очам, побачивши, як Купер йде вулицею і розмовляє по телефону. Але шлях до цього винаходу був прокладений набагато раніше. Ще в 1800 році Алессандро Вольта винайшов електричну батарею, у 1876 році створили звичайний телефон, у 1895-му — радіо, а в 1946-му — комп’ютер. І, зрештою, після появи в 1971 році мікропроцесора було підготовлено ґрунт для мобільного телефону. Проте чи дійсно спілкування за допомогою надскладних пристроїв є чимось зовсім новим?

Одним з таких «пристроїв», яким ми користуємося, навіть не задумуючись, є наш голос. Нашими органами мовлення керує понад півмільярда нейронів рухової кори головного мозку. А за складні рухи язика, губ, щелепи, горла та грудної клітки відповідає більш ніж 100 м’язів.

Іншою складовою цієї унікальної системи зв’язку є наше вухо. Воно перетворює звуки в електричні імпульси, які обробляє мозок. Оскільки мозок здатен аналізувати звуки, ми можемо розпізнавати людей за тембром їхнього голосу. Зазвичай звук долинає до одного вуха на мільйонну частку секунди швидше, ніж до другого. Мозок вловлює цю різницю і таким чином точно визначає, звідки надходить звук. Це лише дві особливості, завдяки яким ми можемо уважно слухати когось одного, коли говорить багато людей.

Отже, надзвичайно складні безпровідні засоби зв’язку, навіть з визначником номера, не нові. Вперше вони з’явилися у світі живого — в природі.

[Схема/Ілюстрації на сторінці 3]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

1800

Електрична батарея

1876

Телефон

1971

Мікропроцесор

1973

Мартін Купер винайшов стільниковий телефон

[Відомості про джерело]

Dr. Cooper and mobile phone: © Mark Berry

[Ілюстрації на сторінці 2]

На 2-й сторінці справа (від переднього плану до заднього): Гульєльмо Марконі зі своїм радіообладнанням; Томас Едісон та його лампа розжарення; Гранвілл Вудс, винахідник системи зв’язку; брати Райт і їхній аероплан «Флаєр», сконструйований 1903 року

Моторизований політ

ЛЮДИНА з давніх-давен заздрила птахам, які ширяли в небі. Але сама вона мала надто слабкі м’язи, щоб здійнятись у повітря. І от у 1781 році Джеймс Ватт винайшов паровий двигун, за допомогою якого поступальний рух можна було перетворити в обертовий. У 1876 році Ніколаус Отто пішов далі і сконструював двигун внутрішнього згорання. Тепер людина мала двигун, який міг підняти в небо літальний апарат. Але хто створить такий апарат?

Брати Вілбур і Орвілл Райт мріяли злетіти в небо ще відтоді, коли хлопчаками запускали повітряних зміїв. Свої конструкторські здібності вони розвинули, працюючи у велосипедній майстерні. Брати Райт усвідомили, що люди будуть літати тільки тоді, коли створять літальний апарат, котрим можна керувати. Літак, який не утримує рівноваги в повітрі, подібний до велосипеда без керма. Вілбур часто спостерігав за голубами і помітив, що, змінюючи напрямок руху, вони нахиляються в бік повороту, так само як велосипедисти. Він дійшов висновку, що птахи повертають і утримують рівновагу завдяки тому, що вигинають кінчики крил. Тоді йому прийшла в голову ідея сконструювати крило з рухомими елементами.

У 1900 році Вілбур і Орвілл побудували літак з таким крилом. Спочатку брати запускали його як летючого змія, а потім — як планер з пілотом. Найбільшим досягненням братів Райт було відкриття трьох осей обертання літака, що дозволило пілотам змінювати поздовжнє і поперечне управління та управління напрямком. Але братів розчарувало те, що крило їхньої машини не мало достатньої підйомної сили. Тому вони сконструювали аеродинамічну трубу і випробували в ній сотні крил найрізноманітнішої форми. Зрештою їм вдалося підібрати ідеальну форму, розмір і кут крила. У 1902 році брати Райт добилися того, що новий літак набув більшої стійкості в польоті. Однак їхньому літаку був потрібний ще й двигун.

Тож брати насамперед взялися за створення власного двигуна. Вони також зрозуміли, що літак не здійметься в небо без пропелера. Завдяки експериментам в аеродинамічній трубі вони зуміли сконструювати особливий пропелер. І от 17 грудня 1903 року запрацював двигун їхнього літака, зашуміли пропелери і машина здійнялася у холодну височінь. «Мрія нашого дитинства сповнилася,— сказав Орвілл.— Ми навчилися літати». Брати Райт прославились на весь світ. Але своїм винаходом вони значною мірою завдячують природі.

[Ілюстрація на сторінці 4]

«Флаєр» братів Райт. Північна Кароліна, 1903 рік (постановочне фото)

Спочатку це було в природі

«Запитай... птаство небесне — й тобі розповість... що Господня рука це вчинила» (Йова 12:7—9).

ПТАХИ просто ідеально створені для польоту. Візьмімо для прикладу їхні крила, на яких утримується в повітрі вся вага пташки. Як же крила можуть бути настільки міцними й водночас легкими? Один із секретів цього криється в стрижнях махових пер. Коли розрізати стрижень повздовж, то видно, що його структура нагадує балку, наповнену всередині пінопластом. Стрижень має пористу серцевину і щільну оболонку. Інженери, дослідивши пташині стрижні, стали використовувати схожі конструкції в літакобудуванні.

Крім того, вражає будова пташиних кісток. Більшість з них порожнисті, а деякі ще й зміцнені внутрішніми перегородками. Таку конструкцію інженери називають фермою Уоррена (ферма з ґратами із трикутників). Подібну конструкцію з внутрішніми перегородками мають крила космічних кораблів.

Пілоти стабілізують положення літака в повітрі за допомогою хвостового управління і кількох закрилок на крилі. А птахам у цьому допомагають майже 48 м’язів їхніх крил і плечей. Саме завдяки їм пернаті по кілька разів за секунду здатні змінювати конфігурацію та рух крил і окремих пір’їн. Не дивно, що авіаконструктори захоплюються вищим пілотажем птахів.

Політ, а передусім зліт, вимагає великої затрати енергії. Тож птахам потрібний «потужний реактивний двигун». І він у них є. Серце пернатих зазвичай більше і потужніше, ніж у ссавців такого ж розміру, і воно значно швидше б’ється. Також птахи мають особливі легені. Повітря в їхніх легенях рухається лише в одному напрямку, завдяки чому дихальна система птахів є набагато ефективнішою, ніж у ссавців.

Наскільки пташиний «двигун» продуктивний? Якщо говорити про двигун літака, то його вважають продуктивним тоді, коли машина може піднятися в небо з необхідною для перельоту кількістю пального. Наприклад, Боїнг-747 для 10 годин льоту бере запас пального, що становить приблизно третину його власної ваги. Цікаво, що дрізд Свенсона під час 10-годинного перельоту спалює майже половину своєї ваги. А от веретенник малий, мігруючи з Аляски до Нової Зеландії, втрачає весь свій жир — більш ніж половину своєї ваги. Але його безперервний політ триває аж 190 годин (вісім днів)! На таке не здатен жоден комерційний літак.

Телебачення

ЩОЙНО людина навчилася транслювати звук, винахідники поставили перед собою нове завдання — передавати на відстань зображення. Ознайомившись з сучасним телебаченням, ви зрозумієте, наскільки нелегким було це завдання.

Спершу об’єктив телекамери проектує зображення на пристрій, який «читає» його, подібно як ми читаємо друкований текст. Однак замість рядочків літер він «зчитує» крихітні крапки (пікселі) зображення та перетворює його в електронний відеосигнал, який можна передати в інше місце. А приймач перетворює цей сигнал знову в зображення.

Вважається, що першу діючу модель телевізора продемонстрував світові шотландець Джон Лоджі Бейрд. Він працював інженером-електротехніком, але через погане здоров’я був змушений залишити роботу. Тоді Бейрд взявся за справу, яка захоплювала його ще з дитинства,— створення пристрою, що міг би транслювати зображення.

Його телевізійна камера мала диск (спершу це була коробка з-під капелюха) з 30 отворами, розміщеними по спіралі. Коли диск обертався, через отвори послідовно сканувалися рядки зображення і світло потрапляло на фотоелемент. Фотоелемент створював відеосигнал, який передавався на приймач. У приймачі сигнал підсилювався, щоб створити різну яскравість світла перед таким же диском, який відтворював зображення. Трудність полягала в тому, щоб синхронізувати ці два диски. Бейрд цілковито віддавався улюбленій справі, а на життя заробляв тим, що чистив взуття.

Другого жовтня 1925 року Бейрд зумів передати зображення з одного кінця свого горища до другого. Першим на телебаченні з’явився переляканий молодий службовець, який працював у конторі на першому поверсі. За це він отримав півкрони. А в 1928 році Джону Бейрду вдалося транслювати зображення через Атлантичний океан. Коли цей скромний шотландський винахідник приїхав до Нью-Йорка, то дуже зніяковів, побачивши, що його вітають музиканти з волинками. Джон Бейрд став відомим на весь світ. Але чи він справді був першим, хто зміг передати зображення на відстань?

Спочатку це було в природі

«Вухо, що слухає, й око, що бачить,— Господь учинив їх обоє» (Приповістей 20:12).

НАШІ очі — це свого роду маленькі телевізійні камерами. Вони перетворюють зображення в електричні імпульси. А ці імпульси передаються по зоровому нерві до потиличної частки головного мозку, де формуються картини, які ми бачимо.

Саме око зовсім невеличке. Воно має лише 2,5 сантиметра в діаметрі та важить 7,5 грама, але будова його просто вражає. Наприклад, око оснащене окремими системами для присмеркового і яскравого світла. Тому, потрапивши в темне приміщення, ми досить швидко звикаємо до темряви. І через півгодини наші очі стають приблизно в 10 000 разів чутливіші до світла.

А завдяки чому ми можемо виразно бачити при нормальному освітленні? Наше око містить надзвичайно багато світлочутливих клітин (пікселів) — у 100 разів більше, ніж звичайна відеокамера. Велика частина цих клітин скупчена в маленькій ділянці посередині сітківки ока. Ця ділянка, завбільшки з крапку в кінці речення, називається ямкою. Саме в ній утворюється найчіткіше зображення. Але оскільки око змінює своє положення кілька разів за секунду, то здається, що ми бачимо виразно все, що попадає в поле нашого зору.

Електричні імпульси зі світлочутливих клітин передаються по нервових клітинах у напрямку до зорового нерва. Проте нервові клітини не лише передають імпульси, але й, аналізуючи їх, увиразнюють важливу інформацію та затьмарюють непотрібні деталі.

Зорову кору головного мозку можна прирівняти до найсучаснішого відеоприймача. Тут підсилюється чіткість контурів і зорові образи стають виразними. Крім того, в цій ділянці мозку відбувається аналіз імпульсів, які надходять від клітин, чутливих до основних кольорів. Завдяки цьому ми розрізняємо мільйони барв і відтінків. Також цікаво, що кожне з наших очей бачить той самий предмет по-різному, а мозок, поєднуючи ці незначні відмінності, допомагає зрозуміти, на якій відстані він розташований.

Однак і це ще не все. Уявіть собі, що ви бачите натовп людей. Від ваших очей до мозку відразу надходять електроімпульси і перетворюються там на зображення. Мозок порівнює обличчя цих людей з обличчями, які вже зафіксовані у вашій пам’яті, і ви відразу впізнаєте серед натовпу своїх друзів. Погодьтеся, усі ці процеси гідні подиву.

[Ілюстрація на сторінці 7]

Око — це справжній шедевр інженерії

Система автоматичної навігації

МАБУТЬ, ви знаєте, наскільки важко орієнтуватись у незнайомому місті. Що ж тоді сказати про безмежний океан, в якому немає жодних «дорожніх знаків»? Як там орієнтуються штурмани кораблів? Самого компаса для цього недостатньо. Треба також точно знати місцеположення судна у даний момент і в якому напрямку рухатися до кінцевого пункту. Мореплавці змогли визначати точне місцезнаходження корабля і наносити на карту свій курс лише після того, як в 1730-х роках винайшли секстант і морський хронометр. Але для цього треба було годинами робити складні обрахунки.

Сьогодні автомобілісти у багатьох країнах використовують відносно недорогий пристрій, який підтримує зв’язок з глобальною системою позиціонування (GPS). Достатньо ввести потрібну адресу, і на екрані пристрою відразу з’являється карта і місце, куди ви хочете дістатися. Після цього пристрій впевнено веде вас до вашої мети. Як же він працює?

Такий навігаційний пристрій залежить від роботи майже 30 супутників. Вони посилають сигнали, вказуючи своє розташування і актуальний час з точністю до мільярдної частки секунди. Як тільки пристрій налагодить зв’язок з кількома супутниками, він точно визначає, за скільки часу до нього доходить сигнал від супутника. Завдяки цій інформації він встановлює ваше місцеперебування. Лише уявіть собі, які складні обрахунки треба для цього зробити! За кілька секунд пристрій вираховує відстань до трьох супутників, що перебувають за тисячі кілометрів від нього і з колосальною швидкістю рухаються в різних напрямках.

Цю унікальну систему позиціонування винайшли на початку 1960-х років вчені Брадфорд Паркінсон і Айвон Геттінг. Хоча спочатку її розробляли для військових цілей, в 1996-му вона стала доступною для широкого загалу. Багато хто вважає GPS-приймач чудом комп’ютерної техніки. Але чи люди першими створили автоматичний навігаційний пристрій?

[Відомості про ілюстрацію, сторінка 8]

Globe: Based on NASA photo

Спочатку це було в природі

«Відає бусел у повітрі умовлений час свій» (Єремії 8:7).

ПРОРОК Єремія писав про міграцію бусла ще понад 2500 років тому. Сьогодні люди й далі захоплюються далекими мандрівками живих створінь. Наприклад, лосось може проплисти тисячі кілометрів океанськими просторами і повернутися в річку, де народився. Шкірясті морські черепахи теж люблять далекі мандри. Одну з цих черепах, яку помітили під час кладки яєць в Індонезії, бачили пізніше за 20 000 кілометрів коло узбережжя американського штату Орегону. Шкірясті черепахи часто повертаються у ту ж саму місцевість в Індонезії для наступної кладки яєць.

Цікаво, що деякі живі істоти мають дивовижну здатність завжди знаходити дорогу додому. І це вражає ще більше, ніж навігаційні здібності мігруючих тварин. Якось вчені взяли з маленького острова в центрі Тихого океану 18 альбатросів і вивезли їх літаком за тисячі кілометрів. Там птахів випустили — одних поблизу західного узбережжя цього океану, а інших поблизу східного. Протягом кількох тижнів майже всі птахи повернулися додому.

А ось ще один експеримент. Зграю голубів перевезли більш як за 150 кілометрів від рідного місця. Одних транспортували під дією сильного снодійного, а інших в барабанах, які постійно крутилися. Коли птахів випустили на волю, вони, зробивши в повітрі кілька кіл, безпомилково визначили своє місцеположення і вирушили в напрямку домівки. Вражає, що голуби можуть знайти шлях додому навіть у затемнених лінзах. На думку дослідників, птахи визначають місце свого перебування і домівки, вловлюючи невидимі орієнтири, які надають їм потрібну інформацію.

Метелики-монархи з просторих теренів Північної Америки долають понад 1500 кілометрів, мігруючи до невеликого лісу в Мексиці. Хоча вони ніколи не були в тому лісі, все ж безпомилково знаходять туди дорогу. Часто метелики прилітають до того ж дерева, де минулого року зимували їхні прародичі. Вчені й досі ламають собі голову над тим, як орієнтуються ці комахи.

Автоматичні навігаційні прилади, створені людиною, цілковито залежать від супутників. А от багато видів тварин володіють різними методами навігації і використовують для цього наземні орієнтири, сонце, магнітне поле, запахи і навіть звуки. Професор біології Джеймс Гулд пише: «Усі тварини, життя яких залежить від точної навігації, оснащені “найсучаснішими технологіями”... Ці штурмани-універсали зазвичай володіють кількома методами орієнтації і, залежно від обставин, обирають той, який надає їм найдостовірнішу інформацію». Науковці досі не можуть розгадати усіх секретів навігаційної майстерності птахів.

Чого ми вчимось від природи

«Які то численні діла Твої, Господи,— Ти мудро вчинив їх усіх» (Псалом 104:24).

БАГАТО хто вживає слово «природа», коли мова заходить про геніальні ідеї, які видно на кожному кроці у світі живого. Наприклад, у журналі «Саєнтифик америкен» за березень 2003 року говорилося: «Природа задумала і створила різні покриви для живих організмів, то найбільше захоплює своїм розмаїттям і загадковістю пір’я птахів». Хоча автор цієї статті вважає природу звичайною силою, все ж він каже, що саме вона «задумала» пір’я. Але чи може сила щось задумувати?

Один з тлумачних словників пояснює, що «задум — це наперед продуманий план дій; намір». Погодьтесь, щось задумувати чи винаходити може лише особа. І, подібно як кожен винахідник має своє ім’я, Творець природи теж має ім’я. Його ім’я — Єгова. Він є «Всевишній, на цілій землі», який «все створив» (Псалом 83:19; Об’явлення 4:11).

А чого ми можемо навчитися від творива? Насамперед воно розповідає нам про Єгову і його чудові риси, зокрема мудрість. «Його невидимі риси — віковічну силу й божественність — чітко видно ще від створення світу, оскільки вони помітні у творінні» (Римлян 1:20). Природа показує, що Божа мудрість є вищою від людської. Якщо Бог має значно геніальніші ідеї, ніж сучасні винахідники, то хіба його поради не є мудрішими, ніж людські?

А втім, порад від Творця ми не знайдемо в природі. Вони записані в його натхненому Слові, Біблії. Як ви думаєте, чи Бог, який наділив нас унікальною здатністю спілкуватися, хоче спілкуватися з нами? Звичайно, що так, і робить він це через Біблію, бо там сказано: «Усе Писання натхнене Богом» (2 Тимофія 3:16).

Якщо ви любите дізнаватися щось нове про винахідників, то пізнати Творця вам буде ще цікавіше. Можливо, ви хотіли б знайти відповіді на такі запитання: чому ми страждаємо і помираємо? Чи дійсно Бог хотів цього? Якщо ні, то чому допускає страждання?

Науковці багато чого вчаться від Єгови, хоча не завжди визнають це. Ви теж можете навчитися від нашого Творця чимало корисного. Наприклад, що необхідно для сімейного щастя? Як добре виховувати дітей? Який Божий намір щодо землі? Завдяки таким знанням ваше життя стане змістовнішим. Книжка «Чого насправді вчить Біблія?», опублікована Свідками Єгови, допоможе вам глибше пізнати Боже Слово.