5 великих открытий, которые изменили мир благодаря последующим доработкам

Наука — это постоянный поиск. Подчас новые усовершенствования оказываются значительнее, чем сами изобретения, и меняют открытие до неузнаваемости

Угольный микрофон в телефоне

Над созданием телефона трудились многие, но больше всех повезло Александру Беллу — именно его заявка оказалась первой на рассмотрении в патентном бюро, а модель была лучше всего готова к выходу на рынок.

Первые телефоны Белла работали напрямую, то есть насколько хватало провода (коммутаторы появились позже). Передатчик и приемник были в одном рожке: в него говорили и через него же слушали. Сказав фразу, нужно было тут же поднести трубку к уху, чтобы услышать ответ. А два связанных между собой телефона с проводами весили 8 кг!

Но самым большим недостатком было качество звука, причем чем дальше аппараты находились друг от друга, тем помех становилось больше.

Нужное качество звука и гром­кости обеспечил угольный микрофон Дэвида Хьюза, изобретенный в 1878 году. Благодаря его высокой чувствительности слышимость оставалась хорошей и на дальних расстояниях. Аппарат Белла перестали воспринимать как дорогую игрушку, и телефонная связь стала развиваться стремительно.

Трехфазная система передачи тока

Электрический ток уже в XIX веке играл заметную роль в производстве и повседневной жизни. Но передача энергии на значительные расстояния была проблемой: при передаче тока даже на несколько километров терялось до 95% энергии.

Сначала Никола Тесла разработал двухфазную систему передачи переменного тока с четырьмя парными проводами. Это был прорыв в энергетике, но он дорого обходился заказ­чику: медь стоила недешево, а возможные сбои влияли на качество работ.

В 1890 году русский ученый М. О. Доливо-Добровольский создал более эффективную и стабильную трехфазную систему. Потери энергии при передаче на большие расстояния сократились почти в четыре раза! Об эффективности и важности изобретения говорит тот факт, что этот принцип используется в передаче тока и сегодня.

Антибиотик против туберкулеза

Туберкулез и сегодня опасен, хотя и успешно лечится. А полтора века назад такой диагноз звучал как приговор. От чахотки (устаревшее название болезни) лечили сменой климата, дие­той и режимом, но ученые понимали, что нужно искать более эффективное лекарство.

В 1882 году немецкий ученый Роберт Кох обнаружил бактерию — возбудителя туберкулеза (она впоследствии получила название «палочка Коха»). Это было прорывное открытие, но лечение от болезни так и оставалось нерешенной задачей. Ученые установили, что палочка Коха погибает в земле, но почему это происходит — никто не знал. Поиском будущего лекарства занялся известный знаток почвенных бактерий Зельман Ваксман — он выделил из бесчисленного множества микроорганизмов те, которые обладали нужными свойствами.

В 1943 году Ваксман нашел неядовитое антибиотическое вещество стрептомицин, которое успешно уничтожает туберкулезные палочки. Открытие ученого-почвоведа увеличило шансы больных на излечение и избавило человечество от этого проклятия.

Энергоэффективная лампочка

История сохранила свидетельства, как «газовое лобби» в начале ХХ века активно сопротивлялось появлению ламп накаливания. Устраивались публичные дебаты, в защиту газового освещения выступали представители самых разных слоев общества. Дамы заявляли, что электрические лампы затрудняют выбор одежды и придают лицу бледный вид. Художники жаловались, что электрический свет холоден и представляет мало экспрессии. А торговцы уличных лавок утверждали, что рыба и мясо имеют под лампами дурной вид.

Но дело Томаса Эдисона и его русских предшественников Лодыгина и Яблочкова было уже не остановить. Каждая публичная демонстрация возможностей электричества вызывала падение акций газовых компаний и настоящее замешательство на бирже. Именно благодаря лампам накаливания была наконец решена проблема бытового и промышленного освещения.

При всех своих достоинствах лампы накаливания отличаются значительным расходом энергии, высокими теплопотерями и ограниченным сроком службы. Попытки усовершенствования ламп велись непрерывно. Больше других повезло инженеру «Дженерал Электрик» Эдварду Хаммеру: в 1970-х он изобрел энергоэффективную лампу, которая использует меньше энергии и дает больше света. С лампы Хаммера началась новая эра энергоэффективной экономики.

Генная инженерия

О законах наследования заговорили еще в XIX веке, но выявить «место» хранения генетической информации не удавалось долго. Ученых интересовали не только внешние наследственные признаки, передаваемые от родителей детям, но и болезни, существующие в одном роду и совершенно отсутствующие в другом. Только в 1953 году американские биофизики Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс описали базовую модель строения ДНК в виде двойной спирали.

Стало ясно, что ДНК находится в каждой клетке организма и что набор генов у каждого человека уникален. Это открыло доселе неведомые возможности в криминалистике, зародилась молекулярная биология — наука, отвечающая за наследование генетической информации.

А в нашем веке научились редактировать геном — включать в него, удалять из него или перемещать в нем фрагмен­ты ДНК. С помощью новых технологий можно изменять гены растений, живот­ных и микроорганизмов. Именно с генной инженерией связаны надежды ученых, разрабатывающих способы лечения тяжелых заболеваний. В 2020 году за разработку метода редактирования генома микробиологи Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье получили Нобелевскую премию по химии.

Фото: New York World-Telegram and the Sun Newspaper Photograph Collection / Public Domain, Shutterstock.com