Wynalazki naukowo techniczne XIX wieku

W XIX wieku nastąpił gwałtowny rozwój całej myśli naukowej. Rola, zwłaszcza nauk ścisłych znacznie wzrosła. Podniósł się także prestiż uczonych i naukowców. Wyrazem uznania społeczeństwa dla ich osiągnięć było m.in. rozpoczęcie przyznawania nagród za wybitne osiągnięcia w dążeniu do odkrywania tajemnic świata. W wielu krajach zakładano akademie, nowe uczelnie oraz towarzystwa naukowe, które pomagały nawiązywać kontakty pomiędzy naukowcami z poszczególnych krajów oraz ułatwiały im wymianę informacji, doświadczeń oraz sprzętu do badań.

Najbardziej charakterystyczną cechą wieku XIX jest chyba wynalazek kolei. Linie kolejowe w Europie najwcześniej powstały w Anglii w 1828r. a w latach 1833-35 we Francji, Rosji i Niemczech. W Polsce w latach 1942-45 pociągi kursowały na dwóch trasach: Wrocław - Oława oraz Warszawa - Częstochowa.
Obok kolei rozwinęła się również morska droga podróżowania, a to za sprawą statków parowych. Jakkolwiek wydać się to może zaskakującym to właśnie one były pierwszymi środkami transportu poruszanymi parą. Doświadczenie, którego podjął się w 1783 roku Claude Francois Jouffroy d’Abbans na Saonie, nie powiodło się, ale próby przeprowadzone nieco później przez Amerykanina Johna Fultona zakończyły się sukcesem. Stał się on stwórcą pierwszego parowca „Clermont”. Statek ten był napędzany kołami łopatkowymi i mógł pływać na wielkich rzekach Ameryki Północnej.

Wiek XIX obfitował w wielkie osiągnięcia z dziedziny inżynierii i budownictwa. Do największych osiągnięć tamtego okresu możemy zaliczyć oddanie do użytku Kanału Sueskiego, łączącego Morze Śródziemne z Morzem Czerwonym. . Twórcą projektu był francuski inżynier Ferdinand Lesseps. Kanał ten od długości 161 km skrócił drogę morską z Europy do Azji, w stosunku do dotychczasowej trasy wokół Przylądka Dobrej Nadziei o ponad 4500 mil morskich. Mimo, iż początkowo kanał nie spełniał oczekiwań, szybko jednak zamortyzował się i stał się jednym z najważniejszych szlaków morskich.

Wśród potężnych maszyn parowych dużą popularnością cieszyły się również rowery. Pierwsze dwukołowce były niewygodne i nieporęczne. Pomimo to w latach siedemdziesiątych XIX w. wielu ludzi jeździło na wycieczki bicyklami, w których średnica przedniego koła wynosiła do 1,5 m. Szybko wyparły je bezpieczniejsze, wygodniejsze i szybsze rowery, w których obydwa koła miały takie same wymiary.

Rozwój komunikacji i ułatwienie wymiany informacji przyczyniły się do wielu nowych odkryć geograficznych. Dotarto do serca Afryki i odkryto źródła Nilu, rozpoczęły się badania Syberii i obszarów okołobiegunowych. Polski geograf, geolog i podróżnik Edmund Strzelecki zdobył najwyższy szczyt Australii, który nazwał Górą Kościuszki. Odkrył również pokaźne złoża złota na kontynencie australijskim.

Największy rozkwit przeżywały chemia oraz fizyka. Wiek XIX a właściwie jego koniec obfitował w wiele niezmiernie ważnych osiągnięć i odkryć, które wpłynęły na dalsze losy ludzkości.

John Dalton wysunął teorię materii zbudowanej z cząsteczek i atomów. Był autorem pojęcia wzoru chemicznego. Humphry Davy odkrył nowe pierwiastki – sód, potas i uzyskał światło łuku elektrycznego. Jan Berzelius nadał symbole pierwiastkom chemicznym i rozbudował teorię atomowej budowy materii. Spośród największych badaczy zajmujących się chemią, należałoby wymienić Dymitra Mendelejewa. Jego badania pozwoliły sklasyfikowanie pierwiastków i wprowadzenie w 1869 roku układu okresowego.

Właśnie wiek XIX zapoczątkował badania nad dotychczasowo nieznanym zjawiskiem promieniotwórczości. Odkryte w 1897 roku przez Antoine Henri Becquerela, francuskiego fizyka, promieniowanie radioaktywne i późniejsze badanie tego zjawiska przez Marię Skłodowska-Curie i jej męża Pierre’a Curie, doprowadza m.in. do odkrycia dwóch nowych pierwiastków chemicznych, radu i polonu, za których to odkrycie wybitna polska uczona otrzymuje nagrodę Nobla z dziedziny chemii. Wcześniej otrzymuje też nagrodę z dziedziny fizyki, za wybitne osiągnięcia w badaniu promieniotwórczości.

W 1895 roku Wilhelm Konrad Roentgen, niemiecki fizyk, odkrywa niewidoczne, elektromagnetyczne promieniowanie posiadające zdolność przenikania przez ciała stałe. Nazywa je promieniami X (obecnie zwane promieniowaniem rentgenowskim). Roentgen wskazał sposób wykorzystania promieni X w medycynie. Skonstruował również pierwszą lampę rentgenowską. Za swoje wybitne osiągnięcia w dziedzinie fizyki otrzymuje Nagrodę Nobla.

Wiek XIX jest również początkiem antyseptyki i troski podjętej w celu zapobiegania chorobom. Zaczęto zwracać większą uwagę na higienę i czystość, zaczęto używać sterylnie czystych opatrunków i narzędzi chirurgicznych.

Do największych uczonych tamtego okresu możemy zaliczyć Louis Pasteura, francuskiego chemika i mikrobiologa, profesora Sorbony członka francuskiej Akademii Nauk, francuskiej Akademii Medycyny oraz Akademii Francuskiej. Był on twórcą podstaw mikrobiologii i immunologii, udowodnił wywoływanie chorób zakaźnych przez zarazki i opracował metody szczepień ochronnych. Roberta Kocha lekarza niemieckiego. Będącego współtwórcą nowoczesnej bakteriologii i epidemiologii, profesora uniwersytetu w Berlinie i dyrektora tamtejszego Instytutu Chorób Zakaźnych, odkrywcę w 1876 roku laseczki wąglika, prątka gruźlicy (1882), przecinkowca cholery (1883), który za swoje wybitne osiągnięcia otrzymał Nagrodę Nobla. Ich dokonania przyczyniły się do znacznego ograniczenia epidemii, które tak wiele razy atakowały Europę. Sprzyjał temu również znaczny wzrost liczby lekarzy i osób zajmujących się na co dzień medycyną. W 1864 roku utworzono międzynarodową organizację Czerwonego Krzyża opartą na konwencji genewskiej i mającą na celu niesienie pomocy ofiarom wojny, klęsk żywiołowych, prześladowań politycznych, szerzenie oświaty sanitarnej, szkolenie personelu pomocniczo-lekarskiego i organizowanie krwiodawstwa itp. Każde państwo miało autonomiczne władze Czerwonego Krzyża a siedzibą Międzynarodowego Komitetu Czerwonego Krzyża została Genewa.

W XIX wieku nastąpiła rewolucyjna zmiana poglądów w przyrodoznawstwie a to za sprawą Karola Darwina, który to w swoich pracach pt. „O pochodzeniu gatunków” i późniejszej „O pochodzeniu człowieka” rzuca zupełnie nowe światło na tą dziedzinę nauki. Jego teoria ewolucji nieraz wzbudzała liczne kontrowersje i była przyczyną wielu ożywionych dyskusji w kręgach badaczy. W końcu jednak została powszechnie zaaprobowana, a kontynuatorzy Darwina próbowali dotrzeć do korzeni gatunku ludzkiego i ułożyć drzewo genealogiczne człowieka.

Rozwój przyrodoznawstwa znacznie wpłynął i przyspieszył rozwój medycyny. Spośród jej największych osiągnięć warto tu wymienić odkrycie bakterii jako czynników chorobotwórczych, witamin jako ważnych biologicznie związków umożliwiających sprawne przeprowadzanie reakcji biochemicznych w organizmach żywych.

W astronomii dzięki wykorzystaniu obliczeń matematycznych udało się ustalić położenie Neptuna, a następnie odkryć tę planetę w 1846 r. Coraz lepsze i dokładniejsze teleskopy pozwalały na dokonywanie kolejnych odkryć astronomicznych.

Fizyka weszła na nowe tory. Hans Oersted w 1820 r. odkrył pole magnetyczne wytwarzane przez prąd – zbudował teorię elektromagnetyczną, rozwiniętą później przez Andre Ampere’a. Konsekwencją badań nad polem elektromagnetycznym było zbudowanie elektromagnesu przez Williama Sturgeona i zastosowanie go w 1831 roku na szeroką skalę. Elektrycznością zajmował się Jerzy Ohm i stworzył on prawo wyjaśniające stosunek między napięciem prądu a jego siłą motoryczną i oporem. Podstawę dla elektrotechniki stworzył Michał Faraday, zajmujący się również skraplaniem gazów.
Wczesne prace Faradaya nad indukcją elektromagnetyczną stworzyły podstawę naukową dla skonstruowania 3 urządzeń elektrycznych: prądnicy prądu stałego lub generatora, silnika elektrycznego i transformatora.

W rok po dokonanym przez Faradaya odkryciu, w 1832 r., paryski fabrykant narzędzi Hippolyte Pixii opracował pierwszą prądnicę – urządzenie z ręczną korbą, która obracała magnes w kształcie podkowy wokół ferromagnetycznego rdzenia owiniętego przewodem. Urządzenie to wytwarzało prąd zmienny, który naukowcy uznali za bezużyteczny. Za namową Ampere’a, Pixii opracował komutator – system odwracania kierunku przepływu prądu co pół obrotu. Po raz pierwszy zastosowano to urządzenie w 1844 r. w galwanotechnice.

Pierwotnie silniki elektryczne oparte były na koncepcji Faradaya zaprezentowanej w 1821 r. Silnik ten nie wytwarzał żadnej użytecznej energii, lecz w latach trzydziestych XIX wieku poczyniono pierwsze próby zbudowania silnika mającego zastosowanie praktyczne. Zależność od baterii czyniła je niewydajnymi i drogimi. Dopiero w latach siedemdziesiątych, po pojawieniu się potężnych generatorów, zaczęły powstawać wydajne silniki.

Trzecie odkrycie Faradaya – transformator – także miało wielkie znaczenie. Umożliwiło ono zwiększenie lub zmniejszenie napięcia. Transformatory weszły do użytku, gdy tylko stało się realne wytwarzanie na wielką skalę elektryczności oraz jej przekazywanie. Umożliwiały one przesyłanie energii pod wysokim napięciem i niskim natężeniem.

Rozwój i zastosowanie elektryczności miało duży wpływ na pracę, wypoczynek, komunikację i życie domowe. Pierwsze zastosowania związane były z galwanotechniką i oświetleniem łukowym, wprowadzonym do latarń morskich w latach pięćdziesiątych.

Znaczący postęp nastąpił w 1870 r. wraz z zaprojektowaniem przez belgijskiego wynalazcę Z.T. Gramme’a pierwszego potężnego generatora mocy. Generator ten wytwarzał prąd o mocy wystarczającej do oświetlenia Gare du Nord w Paryżu za pomocą lamp łukowych. Oświetlenie to służyło do oświetlania ulic i fabryk, lecz było zbyt ostre i rażące do mieszkań. Żarząca się żarówka wynaleziona ok.1880 r. równolegle przez Edisona w USA i Josepha Swana w Wielkiej Brytanii, dawała łagodniejsze i przyjemniejsze światło. W 1882 r. fabryka Edisona produkowała już 100 tys. żarówek rocznie. Żarówka jest prawdopodobnie najważniejszym wynalezionym przez człowieka urządzeniem elektrycznym.

W 1882 r. Thomas Alva Edison założył w Londynie i w Nowym Jorku elektrownie dostarczające elektryczność przewodami. Inżynier Sebastian de Ferranti zbudował wielką elektrownię pod Londynem, gdzie transporty paliwa miały łatwy dostęp, a prąd przesyłał do miasta przewodem pod wysokim napięciem. Był to okres walki o prymat między prądem stałym i zmiennym. Prąd stały, płynący tylko w jednym kierunku, był już używany i mógł być przechowywany w bateriach. Prądnice prądu zmiennego, którego kierunek zmieniał się w regularnych odstępach czasu, mogły produkować prąd o znacznie wyższym napięciu, który potem, przy zastosowaniu odkrycia Faradaya, mógł być transformowany na użyteczne niższe napięcia. Ostatecznie zatriumfował bardziej uniwersalny prąd zmienny.

W łączności pierwsze zastosowanie elektryczności stanowił telegraf elektryczny. W 1876 roku Alexander Graham Bell, udoskonala opatentowany wcześniej telefon. Jego słowa, które wypowiedział przez telefon do swojego współpracownika, „Watson, proszę przyjść tutaj, pilnie pana potrzebuję”, rozpoczęły nowy rozdział na kartach historii. Dziś nie potrafimy wyobrazić sobie życia bez telefonii. Telekomunikacja umożliwiła przesyłanie na odległość wiadomości między dwoma abonentami znosząc dotychczasowe ograniczenia stawiane przez telegraf.
W 1887 fizyk niemiecki Heinrich Rudolf Hertz odkrył fale elektromagnetyczne i zbadał ich własności. Zapoczątkowało to rozwój radiotechniki i w konsekwencji umożliwiło ludziom sprawnie komunikować się na znaczne odległości bez konieczności używania kosztownego okablowania.

Kolejnym ważnym osiągnięciem było położenie w 1858 roku pierwszego kabla podmorskiego o długości 3745 km łączącego Anglię z Ameryką. Pomimo, że połączenie to działało bardzo krótko – tylko do 1 września tego samego roku – pozwoliło na zebranie doświadczeń i umożliwiło w przyszłości utworzenie stałych połączeń pomiędzy Europą a „Nowym Światem”. Pierwszy telegram, jaki został nadany do Ameryki brzmiał: „Europa i Ameryka zostały połączone telegraficznie. Chwała Bogu na wysokościach; pokój na Ziemi ludziom dobrej woli”.

Wiek dziewiętnasty był również okresem, w którym narodziła się fotografia oraz kino. Pierwsze zdjęcie wykonał Joseph-Nicephore Niepce w 1827 r. Później rozpoczął się gwałtowny rozwój sztuki fotografii. Pierwsze zdjęcie żywej osoby wykonał ks. Joseph Read w 1839 r. A film, 28 grudnia 1895 roku bracia Louis Jean i Auguste Lumiere organizują w Paryżu pierwszy komercyjny pokaz filmowy. Ich wynalazek kinematografu przynosi wkrótce pokaźne zyski.

ZAKOŃCZENIE

A nawet tak wydawałoby się trywialne, banalne i nawet śmieszne osiągnięcia jak drut kolczasty, wiertarka dentystyczna czy wprowadzenie mechanicznych kosiarek zbożowych konsekwentnie wpłynęły na życie ówczesnych ludzi. Wiek dziewiętnasty był okresem przełomowym w dziejach ludzkości. Była to era naukowców, wynalazców, inżynierów i wszystkich innych, którzy w znaczący sposób przyczynili się do ogromnego postępu technicznego. Wszyscy oni dzięki swoim wynalazkom i badaniom udowodnili, że człowiek ma otwarte drzwi do odkrywania nowych dróg na tym świecie. Większość z osiągnięć i wynalazków ma zastosowanie do dziś dzień. Chociaż zapominamy o niektórych, trzeba sobie uświadomić, że bez nich dzisiejszy świat wyglądałby zupełnie inaczej.