17 Phát minh vĩ đại của nhân loại

1. Sự khởi đầu của kỷ nguyên hàng không

Máy bay của anh em Wright.

Ban đầu, họ bị coi là những kẻ lập dị khi tuyên bố đã xây dựng thành công máy bay có động cơ đầu tiên năm 1903. Báo chí từ chối gửi phóng viên đến kiểm chứng. Nếu ngay cả những bộ óc ưu việt nhất thế giới còn thất bại, ai mà tin hai người thợ sửa xe đạp người Mỹ ấy lại làm được điều đó? Dù bị gán cho biệt danh "kẻ nói phét, hoang tưởng", ước mơ về những chuyến bay vẫn cháy bỏng trong anh em nhà Wright (Wilbur và Orville). Sau khi tung đồng xu chọn người lái, Orville lên máy bay, khởi động và thực hiện chuyến bay được điều khiển bằng động cơ đầu tiên trong lịch sử hàng không vào ngày 17/12/1903.

2. Tàu Turbinia với động cơ turbin đầu tiên

Tàu Turbinia. (CNN)

Động cơ chạy bằng hơi nước vào cuối những năm 1800 rất cồng kềnh và hoạt động ồn ào. Kỹ sư người Ailen Charles Parsons đã xây dựng thành công một động cơ tua bin phản ứng và máy phát, có thể chuyển đổi trực tiếp hơi nước thành điện và đủ sức tiếp năng lượng cho toàn bộ hệ thống đèn đường của thành phố Cambridge. Khi công bố, tất cả những gì Parsons nhận được là lời mỉa mai của Bộ hải quân Anh. Tuy nhiên, trong một cuộc trình diễn năm 1897, Turbinia - con tàu đầu tiên được lắp động cơ tua bin - đã luồn lách qua cả một hạm đội hải quân với vận tốc không thể theo kịp: 34 hải lý/giờ, trước sự chứng kiến của nữ hoàng Anh Victoria.

3. Đồng hồ

Stonehenge, một trong những đồng hồ mặt trời được biết đến đầu tiên

Thời gian không chờ đợi con người, còn con người rõ ràng đã mất rất nhiều thời gian để tìm hiểu về nó. Trước khi đồng hồ cơ ra đời, thời gian được tính toán dựa trên sự chuyển động của trái đất trong mối quan hệ với mặt trời. Dấu hiệu xuất hiện của đồng hồ cơ đã bắt đầu từ hơn 2.000 năm trước đây ở Trung Hoa và sau đó được gắn với tên tuổi của một số nhà khoa học vĩ đại như Galileo, Hooke và Huygens. Đồng hồ cơ đã thúc đẩy sự phát triển của khoa học công nghệ và mọi hoạt động trên thế giới đều được đo bằng đồng hồ.

4. Thận nhân tạo

Hệ thống hỗ trợ thận. (AP)

Cuối những năm 30, khi chứng kiến một thanh niên chết mòn vì bệnh thận, một nhà vật lý người Hà Lan đã quyết tâm xây dựng hệ thống có thể hoạt động thay thế thận. Dù phải sống trong điều kiện thiếu thốn, khó khăn của Thế chiến thứ nhất và thứ hai, Tiến sỹ Willem Kolff vẫn kiên trì với nghiên cứu của mình. Đến năm 1943, ông cho ra đời một bộ thận nhân tạo, giúp lọc độc tố trong máu. Nó trở thành sản phẩm chuẩn mực trong suốt một thập kỷ trước khi được nâng cấp lên những phiên bản thế hệ mới (như trong bức ảnh trên). Tuy mục đích ban đầu của Kolff chỉ là hỗ trợ hoạt động của thận, hệ thống này được coi là một trong những phát minh lỗi lạc nhất của lịch sử y tế hiện đại.

5. Vi xử lý đầu tiên

Chip vi xử lý A4 đầu tiên của Apple được sử dụng trên iPad

Người ta cho rằng một cuộc cách mạng thực sự đã diễn ra vào năm 1971 khi công ty Integrated Electronics, viết tắt là Intel, trình diễn vi xử lý đơn đầu tiên trên thế giới. Kỹ sư Ted Hoff đã đi ngược lại với những quan niệm sản xuất thời đó và Intel 4004 chứa mọi thành phần cần thiết trên một chip đơn. Dù CPU 4 bit của Intel 4004 không thấm vào đâu khi so với những thiết bị tương đương hiện nay, nó là một trong những cải tiến "không thể tin được" của ngành điện toán. Ngoài ra, chiến dịch quảng bá thông minh đã khiến Intel 4004 nổi tiếng trên toàn thế giới và được đưa vào sử dụng chỉ sau vài tháng.

6. Tủ lạnh

Tủ lạnh hiện là một trong những đồ gia dụng phổ thông nhất.

Nó nằm lặng lẽ, khiêm tốn trong bếp và thường chỉ khoác lớp vỏ màu trắng, đôi khi là bạc hoặc đen. Nhưng nó lại là thiết bị không thể thiếu trong hầu hết các gia đình hiện đại. Nhà vật lý người Mỹ John Corrie năm 1844 đã vạch ra những thiết kế đầu tiên về hệ thống làm đá chườm cho bệnh nhân bị sốt vàng da. Về sau, tủ lạnh trở thành đồ dùng phổ thông, giúp giữ thức ăn tươi lâu hơn, đồ uống mát hơn và hỗ trợ các bệnh viện duy trì thuốc men ở nhiệt độ thấp ổn định.

7. Kẹp giấy

Luôn trở thành một vật có ích nhưng rất nhỏ bé

Đơn giản và tiện dụng, sợi dây thép mỏng được uốn tròn này là cách hiệu quả để ghim các tờ giấy lại với nhau. Kẹp giấy xuất hiện từ cuối thế kỷ 19 và loại phổ biến nhất do công ty Gem của Anh sản xuất, nên đôi khi nó còn được gọi là "Gem clip". Một người Na Uy tên là Johan Vaaler đã đăng ký bản quyền cho một phiên bản kẹp giấy vào năm 1899 và 1901. Từ đó, nhiều tài liệu coi ông là người phát minh ra vật dụng này. Điều đó cũng góp phần biến kẹp giấy trở thành biểu tưởng chiến đấu của người Na Uy dưới chế độ hà khắc của Đức quốc xã. Mọi người cài nó ở ve áo để thể hiện tinh thần đoàn kết và thống nhất.

8. Bảng tuần hoàn Mendeleev

Bảng tuần hoàn Mendeleev

Đây là một phương pháp liệt kê các nguyên tố hóa học thành bảng. Những nguyên tố này được sắp xếp theo cấu trúc electron. Do cấu trúc electron là yếu tố quyết định tính chất hóa học của các nguyên tố, việc sắp xếp này tạo nên sự thay đổi đều đặn của các tính chất hóa học theo hàng và cột.

Mỗi nguyên tố được liệt kê bởi số nguyên tử và ký hiệu hóa học. Bảng tuần hoàn tiêu chuẩn cho biết các dữ liệu cơ bản nhất. Dựa trên bản này mà các nhà khoa học đã nỗ lực tổng hợp những vật liệu mới.

9. Nấu chảy sắt

Thép của tòa tháp đôi ( Mỹ ) được nấu chảy

Khoảng năm 3.500 trước Công nguyên, các nhà kim loại Ai Cập đã lần đầu tiên nấu chảy một số lượng nhỏ sắt cho mục đích trang trí vào các dịp trọng đại.

10. Chất bán dẫn

Cấu trúc năng lượng của điện tử trong mạng nguyên tử của chất bán dẫn. Vùng hóa trị được lấp đầy, trong khi vùng dẫn trống. Mức năng lượng Fermi nằm ở vùng trống năng lượng.

Năm 1948, ba nhà khoa học John Bardeen, Walter H. Brattain và William Shockley đã chế tạo ra chất bán dẫn. Nó trở thành khối nối kết cho tất cả thiết bị điện tử hiện đại, nền tảng cho các con chip và công nghệ vi tính.

11. Thủy tinh

Thủy tinh được biến đổi rất nhiều hình dạng

Khoảng năm 2.200 trước Công nguyên, những người Iran ở tây bắc nước này đã chế tạo ra thủy tinh. Nó trở thành vật liệu xây dựng phi kim loại vĩ đại thứ hai trong lịch sử (sau gốm).

12. Kính hiển vi quang học

Sơ đồ kính hiển vi quang học

Năm 1668, Anton van Leeuwenhoek đã phát minh ra kính hiển vi quang học, với độ phóng đại gấp 200 lần. Nhờ sáng chế này mà người ta có thể nghiên cứu thế giới tự nhiên không thể thấy được bằng mắt thường.

13. Bê tông

Gạch betong siêu nhẹ

Sau kính hiển vi, năm 1755, John Smeaton chế tạo ra bêtông hiện đại (ximăng cứng trong nước). Bêtông trở thành vật liệu xây dựng chủ yếu của nền văn minh hiện đại, vật liệu làm thay đổi những phương pháp xây dựng xuất hiện từ giữa thế kỷ 18.

14. Nấu thép

Khoảng năm 300 trước Công nguyên, các công nhân ở nam Ấn Độ đã phát minh được cách nấu thép gọi là “wootz”. Hàng trăm năm sau đó, phương pháp này được gọi là Damascus và là bí mật lớn cho các nhà công nghiệp, nhà luyện kim.

15. Chiết xuất và đúc đồng

Công đoạn rót đồng vào khuôn

Khoảng năm 5.000 trước Công nguyên, người dân Thổ Nhĩ Kỳ đã phát hiện ra có thể chiết xuất đồng lỏng từ các khoáng chất malachite và azurite, và kim loại nấu chảy có thể đúc thành những hình dáng khác nhau. Từ đó, ngành luyện kim khai khoáng ra đời.

16. Nhiễu xạ tia X

Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể chất rắn, tính tuần hoàn dẫn đến việc các mặt tinh thể đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ

Năm 1912, Max von Laue phát hiện việc nhiễu xạ tia X bằng tinh thể. Nó tạo điều kiện cho việc mô tả các cấu trúc tinh thể và đặt nền tảng cho sự phát triển nghiên cứu về các vật liệu tinh thể.

17. Phương pháp Besseme

Lò chuyển đổi Bessemer dưới dạng giản đồ

Năm 1856, Henry Besseme đã nhận bằng sáng chế cho phương pháp nấu thép có carbon thấp. Nó đặt nền tảng cho việc sản xuất thép rẻ hàng loạt và nhờ đó người ta có thể phát triển giao thông, xây dựng và công nghiệp hóa.

Trần Phương