Одно из первых изображений этого полезного устройства были найдены
В условиях современного мира существование человечества и его прогресс невозможно представить без микроскопов. Это одно из самых ценных изобретений, которое сыграло решающую роль в развитии и становлении естественных наук: медицины, химии, биологии, генетики. Кто изобрёл микроскоп и какие имена традиционно связывают с его применением?
Микроскопы: как они появились?
Ещё издревле любознательные люди подметили, что если поверхность стекла изогнута определённым образом, она обладает способностью к отражению и преломлению солнечных лучей. Первые опыты с таким стёклами когда-то провёл ещё Евклид в 3 веке до н.э.
Рис.1. Древнегреческий математик Евклид.
Он подробно описал феномен увеличения разных объектов, но его описание не возымело популярности в древние времена. Конечно, Евклид не изобретатель микроскопа, но именно его можно считать одним из первопроходцев в оптике.
Первое упоминание о таком устройстве, как микроскоп, относится к эпохе Возрождения. В конце 16 века известный мастер из Нидерландов по имени Захария Янсен сумел совместить в одной трубке две стеклянные линзы и рассмотрел несколько предметов при 5 — и 10-кратном увеличении.
Рис.2. Голландский очковый мастер Захария Янсен.
Полноценным оптическим прибором такое устройство было назвать нельзя, но именно оно положило начало более серьёзным изобретениям, которым стало суждено появиться уже в недалёком будущем.
Кто же сделал первый в мире микроскоп?
«Золотым периодом» развития микроскопов принято считать 17-й век. Именно в 1619 году ещё один изобретатель из Голландии, которого звали Корнелий Дреббель, создал первый микроскоп из выпуклых линз. Немного позже его земляк Христиан Гюйгенс представил более сложную модель устройства с возможностью регулировки окуляров.
Таким образом, нельзя точно ответить на вопрос о том, кто изготовил первый микроскоп. Всему является началом простая человеческая любознательность. Евклид был одним из первых, кто обратил внимание на уникальные свойства стекла, а следом за ним на протяжении многих столетий разные естествоиспытатели постепенно открывали для себя новые горизонты в оптике и вносили свой вклад в создание и усовершенствование первых оптических микроскопов.
Многие считают, что изобретатель микроскопа — это Антоний ван Левенгук.
Рис.3. Конструктор микроскопов Антоний ван Левенгук.
Первое применение микроскопа связано с именем Левенгука неслучайно. Он первый сделал прибор, имеющий одну крупную линзу, что позволило ему получить очень высокое качество изображения для того времени.
Интересным фактом является то, что Левенгука сложно было сначала назвать учёным. Его основным ремеслом была продажа тканей в суконной лавке. Качество своего товара Левенгук определял с помощью большого увеличительного стекла, внимательно рассматривая структур полотна. Рассказывают, что торговец как-то навёл стекло на капельку росы и, увидев на ней «скопище маленьких зверушек», не на шутку испугался и удивился. Однако любопытство взяло верх наз страхом и недоумением, и Левенгук принялся регулярно наблюдать за жизнью этих живых существ. Он сделал их подробное описание и сообщил о своём открытии представителям Королевского общества в Лондоне.
Так человечество узнало о мельчайших микроорганизмах, которые позже получили название бактерий. Учёные мужи прониклись огромным уважением к талантливому суконщику и приняли его в своё сообщество, полностью изменив его жизнь. Исходя из этого можно с уверенностью сказать, что Левенгук — первый учёный, который наблюдал в микроскоп за жизнью микроорганизмов.
Дальнейшее развитие микроскопов
Есть версия о том, что английский учёный Роберт Гук тоже приложил свою руку к изобретению серьёзного микроскопа. В качестве основы он взял прибор, сконструированный Гюйгенсом, и добавил к нему ещё одно увеличительное стекло. Этот вид микроскопа получил широкое применение в науке того времени.
Рис.4. Микроскоп Гука.
Ближе к концу 19 века англичанин Генри Сорби изобрёл поляризационный вид микроскопа. С его помощью стало возможно исследование структуры метеоритов, упавших на Землю. Немного позже учёным Эрнстом Аббе была разработана целая теория в микроскопии. Также он открыл знаменитое «число Аббе», что положило начало производству более совершенных и точных оптических приборов.
Что же касается электронных микроскопов с высокой способностью к разрешению, историю их изобретения связывают с именами Роберта Руденберга и Эрнста Руски.
Рис.5. Первый электронный микроскоп.
В 1930 году Руденберг получил патент на новое устройство, увеличивающее объекты путём применения электронных пучков, а Руска собрал микроскоп, похожий на современные электронные приборы. За это учёный получил Нобелевскую премию.
История микроскопов удивительна. В их изобретение и усовершенствование внесли вклад выдающиеся представители человечества, о которых всегда можно найти информацию, а если вы желаете приобщиться к микромиру, вы можете купить любой микроскоп и с его помощью делать собственные маленькие открытия.
Первый прообраз фотоаппарата был изобретён иракским ученым еще в 11 веке. Устройство под названием «камера обскура» позволяло проецировать изображения на другие поверхности. Правда, вверх дном.
Фотография в более привычном нам виде родилась в начале 19 века. Французский изобретатель Джозеф Нисефор Ньепс использовал портативную версию камеры обскура для получения фотографических снимков. Первое зафиксированное им изображение относится к 1822 году, но, к сожалению, оно не дошло до нас.
Изображения в этом списке являются самыми старыми сохранившимися фотографиями и некоторые из них – первыми в своем роде.
Первая фотография, снятая на камеру
Источник: WikiMedia Commons
Это фотография, демонстрирующая вид из окна в Ле Гра, Франция, была сделана в 1826 году! Этот снимок считается самым старым из всех сохранившихся до наших дней.
Автором фотографии стал Джозеф Нисефор Ньепс. Он использовал оловянную пластину, покрытую битумом для переноса изображения с его камеры обскура. Первоначально считалось, что для съемки этого кадра потребовалось 8 часов, но сегодня многие утверждают, что Ньепсу понадобилось несколько дней.
Первая фотография с изображением человека
Эту фотографию парижского бульвара дю Тампль сделал Луи Даггер в 1838 году. Изображение снималось на протяжении 10 минут.
Удивительно, но человека на этом фото заметили лишь через 180 лет! Кто-то пристально посмотрел на изображение и увидел, что в нижней левой части стоит человек, которому кто-то чистит ботинок. Жаль, что он уже никогда не узнает, что именно ему выпала честь самым первым человеком, изображенным на фото!
Первое “селфи”
Ученик одной из частных школ Филадельфии по имени Роберт Корнелиус всегда увлекался химией. Его интерес к этому предмету привел его к работе над дагерротипом – фотографическим процессом с использованием покрытых серебром листов и ртутных паров. В 1839 году Роберт сделал свой автопортрет, стоя перед магазином своей семьи на Честнат-стрит. Чтобы сделать это изображение, молодой человек стоял на месте 10-15 минут.
Первая фотография женщины
Вскоре после изобретения дагерротипа доктор Джон У. Дрейпер дополнительно усовершенствовал фотографический процесс. После этого Дрейпер решил сделать первую в мире фотографию женщины. “Моделью” стала его сестра Дороти Кэтрин Дрейпер.
Это фото было сделано в студии Дрейпера в Нью-Йоркском университете в 1839 или 1840 году. Дороти сидела неподвижно и не мигая в течение 65 секунд.
Самый пожилой человек на первых фотографиях
Конрад Хейер, сын немецких иммигрантов, родился в 1749 году в городе Вальдоборо, штат Мэн. И хотя он по большей части известен тем, что стал первым сфотографированным пожилым человеком, его жизнь была весьма интересной. Например, Хейер служил в Континентальной армии под командованием Джорджа Вашингтона.
После войны он стал фермером в Вальдоборо и умер в 1856 году, прожив более ста лет!
Самая первая цветная фотография
В 1855 году Джеймс Клерк Максвелл предложил революционную теорию о том, что смешав три источника света можно создать любой мыслимый цвет. В 1861 году в Королевском институте Лондона был продемонстрирован эксперимент.
Изобретатель зеркальной камеры Томас Саттон трижды сфотографировал ленточку из шотландской ткани, завязанную узлом – с синим, красным и зеленым фильтром. При проекции на экран с использованием тех же фильтров цвета слились, продемонстрировав первую в истории цветную фотографию.
Самая первая фотография индейского лагеря
В 1853 году Соломон Нунес Карвальо использовал дагерротип, чтобы снять эту фотографию индейского лагеря шайеннов в колорадо.
И хотя их трудно заметить, слева от центра стоят два шайенна.
Первая аэрофотосъемка
Первая аэрофотосъемка была сделана в 1860 году, во время полета на воздушном шаре. Этот аэрофотоснимок изображает Бостон с высоты 610 метров. Фотограф Уоллес Блэк назвал свою работу “Орел и дикий гусь”.
Первое изображение торнадо
Первая фотография торнадо была сделана А. А. Адамсом 26 апреля 1884 года в Гарнетте ,Канзас. Воронка появилась приблизительно в 17.30 вечера и двигалась на северо-восток на протяжении получаса. Это дало Адамсу достаточное количество времени, чтобы настроить камеру и сделать эту историческую фотографию.
Первая фотография Мачу-Пикчу
Хирам Бингам III сделал самую раннюю фотографию Мачу-Пикчу в 1912 году.
Уже после того, как этот город был найден местными перуанцами, Бингам представил миру фотографию города инков.
На этом изображении Мачу-Пикчу очищен от деревьев, но город виден лишь наполовину. Удивительно, что город со 150 зданиями и 3 000 лестниц был построен без использования современных инструментов!
Ставьте лайк и получайте больше фотографий
В конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины. В них использовались перфокарты для хранения числовой информации.
Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них.
Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц. На этих машинах удавалось решать многие типовые задачи статистической обработки, бухгалтерского учета и другие.
Г. Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IBM — ныне самого известного в мире производителя компьютеров.
Непосредственными предшественниками ЭВМ были релейные вычислительные машины.
К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика, которая позволялакодировать информацию в двоичном виде.
В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.
В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы.
Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
Первая ЭВМ — универсальная машина на электронных лампах построена в США в 1945 году.
Эта машина называлась ENIAC (расшифровывается так: электронный цифровой интегратор и вычислитель). Конструкторами ENIAC были Дж.Моучли и Дж.Эккерт.
Скорость счета этой машины превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз.
Первый электронный компьютер ENIAC программировался с помощью штеккерно-коммутационного способа, то есть программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной доске.
Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом
В 1946 году в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства».
В этой статье были изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них — принцип хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа помещаются в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили название «архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана».
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана — английская машина EDSAC.
Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC. Названные машины существовали в единственных экземплярах. Серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев
Под руководством С.А. Лебедева в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина), БЭСМ-2, М-20.
В то время эти машины были одними из лучших в мире.
В 60-х годах С.А. Лебедев руководил разработкой полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222.
Выдающимся достижением того периода была машина БЭСМ-6. Это первая отечественная и одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду. Последующие идеи и разработки С.А. Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.
Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения
Смены поколений чаще всего были связаны со сменой элементной базы ЭВМ, с прогрессом электронной техники.
Это всегда приводило к росту вычислительной мощности ЭВМ, то есть быстродействия и объема памяти.
Но это не единственное следствие смены поколений. При таких переходах, происходили существенные изменения в архитектуре ЭВМ, расширялся круг задач, решаемых на ЭВМ, менялся способ взаимодействия между пользователем и компьютером.
Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду (ЭВМ М-20).
Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты.
Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных.
Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт
Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд. Это довольно трудоемкая работа.
Поэтому программирование в те времена было доступно немногим.
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. Транзисторы быстро внедрялись в радиотехнику.
Второе поколение ЭВМ
В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения.
Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими
Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду.
Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения.
Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.
Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы.
Такие системы связаны с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации.
Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ.
Составление программы перестало зависеть от модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.
Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием.
Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах. С помощью очень сложной технологии специалисты научились монтировать на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см, достаточно сложные электронные схемы.
Их назвали интегральными схемами (ИС)
Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.).
Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС.
ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Это были машины на ИС.
Немного позднее стали выпускаться машины серии IBM-370, построенные на БИС.
В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ) по образцу IBM-360/370.
Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ.
Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом.
Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду.
На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств —магнитные диски.
Как и на магнитных лентах, на дисках можно хранить неограниченное количество информации.
Но накопители на магнитных дисках (НМД) работают гораздо быстрее, чем НМЛ.
Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители.
В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ).
В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ. Своеобразным эталоном здесь стали машины американской фирмы DEC серии PDP-11.
В нашей стране по этому образцу создавалась серия машин СМ ЭВМ (Система Малых ЭВМ). Они меньше, дешевле, надежнее больших машин.
Машины этого типа хорошо приспособлены для целей управления различными техническими объектами: производственными установками, лабораторным оборудованием, транспортными средствами. По этой причине их называют управляющими машинами.
Во второй половине 70-х годов производство мини-ЭВМ превысило производство больших машин.
Четвертое поколение ЭВМ
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора.
Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора
Микропроцессор — это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память.
Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Такие микропроцессоры осуществляют автоматическое управление работой этой техники.
Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микроЭВМ
МикроЭВМ относятся к машинам четвертого поколения.
Существенным отличием микроЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна.
Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры
Появление феномена персональных компьютеров связано с именами двух американских специалистов: Стива Джобса и Стива Возняка.
В 1976 году на свет появился их первый серийный ПК Apple-1, а в 1977 году — Apple-2.
Сущность того, что такое персональный компьютер, кратко можно сформулировать так:
ПК — это микроЭВМ с «дружественным» к пользователю аппаратным и программным обеспечением.
В аппаратном комплекте ПК используется
- цветной графический дисплей,
- манипуляторы типа «мышь»,
- «джойстик»,
- удобная клавиатура,
- удобные для пользователя компактные диски (магнитные и оптические).
Программное обеспечение позволяет человеку легко общаться с машиной, быстро усваивать основные приемы работы с ней, получать пользу от компьютера, не прибегая к программированию.
Общение человека и ПК может принимать форму игры с красочными картинками на экране, звуковым сопровождением.
Неудивительно, что машины с такими свойствами быстро приобрели популярность, причем не только среди специалистов.
ПК становится такой же привычной бытовой техникой, как радиоприемник или телевизор. Их выпускают огромными тиражами, продают в магазинах.
С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM.
Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer).
В конце 80-х — начале 90-х годов большую популярность приобрели машины фирмы Apple Corporation марки Macintosh. В США они широко используются в системе образования.
Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания.
Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением.
С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей деятельности человека.
Есть и другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения. Это — суперЭВМ. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду.
Первой суперЭВМ четвертого поколения была американская машина ILLIAC-4, за ней появились CRAY, CYBER и др.
Из отечественных машин к этой серии относится многопроцессорный вычислительный комплекс ЭЛЬБРУС.
ЭВМ пятого поколения — это машины недалекого будущего. Основным их качеством должен быть высокий интеллектуальный уровень.
Машины пятого поколения — это реализованный искусственный интеллект.
В них будет возможным ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение», машинное «осязание».
Многое уже практически сделано в этом направлении.