Самые популярные изобретения из прошлых веков, актуальные сегодня, или Кто придумал первого робота

Первый его прототип, как считается, появился во времена династии Хань (202 г. до н. э. — 220 г. н. э.), когда китайцы стали использовать магнитный железняк, ориентированный на север-юг, для гадания. Использовать компас для навигации впервые предложил Чжу Юй в книге «Застольные разговоры в Нинчжоу» (1119 г.).

В древнем тексте «Луньхэн», написанном в I веке н. э., древний компас описывается так: «Этот инструмент напоминает ложку, и если его положить на тарелку, то его ручка укажет на юг».

В Европе изобретение компаса относят к XII–XIII векам, однако устройство его оставалось очень простым — магнитная стрелка, укреплённая на пробке и опущенная в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом. В начале XIV века итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас. Магнитную стрелку он надел на вертикальную шпильку, а к стрелке прикрепил лёгкий круг — картушку, разбитую по окружности на 16 румбов. В XVI веке ввели деление картушки на 32 румба, и коробку со стрелкой стали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля на компас. В XVII веке компас снабдили пеленгатором — вращающейся диаметральной линейкой с визирами на концах, укреплённой своим центром на крышке коробки над стрелкой.

Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению линии магнитного поля.

На магнитном полюсе Земли силовые магнитные линии перпендикулярны поверхности. Из-за этого вблизи от магнитных полюсов Земли (в пределах 200 км) магнитный компас бесполезен для определения направления. На больших расстояниях необходимо учитывать поправку на разницу координат географического и магнитного полюсов.

Магнитный компас начинает давать неверные показания вблизи магнитов, месторождений железа и других ферромагнитных минералов, а также предметов из ферромагнитных материалов (железных, стальных и пр.).

Компьютерная томография

В 1979 году американский физик Аллан Маклеод Кормак совместно с Годфри Хаунсфилдом был удостоен Нобелевской премии «за разработку компьютерной томографии».

В 1944 году Аллан Кормак стал бакалавром, а в 1945-м — магистром физики. Кормак занимался практической физикой. Он преподавал этот предмет студентам и, кроме того, руководил отделением медицинской физики в госпитале Гроте-Шур.

Некоторые методы диагностики, применявшиеся в госпитале, требовали контроля за дозами радиации, получаемыми персоналом.

При рентгенографии головы было сложно получить какую-либо информацию. Плотные ткани черепа скрывали картину мозга.

Понаблюдав за работой рентгенологов, Кормак высказал мысль, что если последовательно сделать несколько рентгеновских измерений, каждый раз пуская луч под другим углом, а потом изучить «внутренний вид с нескольких точек», то можно будет получить гораздо более точную информацию о степени поглощения лучей отдельными тканями, чем при традиционном рентгеновском обследовании.

Кормак знал, что рентгеновские лучи всегда проходят сквозь объект в одной плоскости, как бы снимая «срез» — двухмерное поперечное сечение. «Срез» по-гречески — «томос». Исследователь назвал свой тогда еще только зарождавшийся метод «томографией». Если сделать множество «срезов», а потом составить из них общую картину, то можно получить четкое пространственное изображение отдельного органа или его части, какой-либо внутренней полости или самой сложной злокачественной опухоли. Но как свести «срезы» воедино? Кормак выделил в отдельное направление своей работы создание математических методов для анализа полученных данных. Позже его методы превратились в компьютерные программы, а сама томография стала компьютерной.

В конце шестидесятых годов независимо от экспериментов Аллана Кормака (но, скорее всего, «зависимо» от его теоретических выкладок) английский физик Годфри Хаулсфидд, сотрудник корпорации «Электрикал энд мьюзикал инструментс лимитед» (EMI), создал аппарат, действие которого основано на принципе компьютерно-томографического сканирования, но по своей конструкции он несколько проще, чем представлял себе Кормак.

В 1972 году EMI объявила о производстве первого компьютерного томографа EMICT-1000.

Конверт

Прообразы конверта, то есть устройства, сохраняющего в тайне написанный текст, были еще в древнем мире. В Лувре хранятся самые древние конверты, которые нашли археологи при раскопках в Сирии. Буквы наносились клинописью на таблички, затем получившиеся письма обжигали, потом обмазывали еще одним слоем глины, писали адрес и повторно обжигали. Чтобы прочитать такое послание, адресат должен был разбить глиняный конверт.