Những phát minh làm thay đổi cả thế giới

Trước kia, hầu như tất cả các sản phẩm đều được làm thủ công bằng tay. Bánh xe và súc vật kéo là những tác động cơ học ngoài con người thời đó, và nó có những giới hạn nhất định. Nhưng bước vào cuộc cách mạng công nghiệp, một phát minh cực kỳ quan trọng khiến cả thế giới phải thay đổi để bước vào kỷ nguyên của máy móc ra đời– chiếc máy hơi nước.

Quan niệm về việc sử dụng hơi nước để tạo ra năng lượng đã xuất hiện từ hàng ngàn năm trước, nhưng sáng chế của Thomas Newcomen năm 1712 là thiết bị đầu tiên ứng dụng nó vào thực tiễn.

Năm 1769, James Watt đã thay đổi thiết kế của Newcomen, ông đưa thêm một bình ngưng tụ riêng biệt vào máy, từ đó tăng hiệu quả sử dụng lên nhiều lần. Ông cũng phát triển cả động cơ quay và đưa vào máy, đó cũng là một phát minh quan trọng mang lại hiệu quả cao. Do vậy, Watt thường được biết đến là người sáng chế ra chiếc máy hơi nước.

Chiếc máy của Newcomen và Watt sử dụng chân không từ việc ngưng tụ hơi nước để điều khiển các piston, chứ không phải sử dụng hơi nước làm áp lực đẩy piston. Điều này khiến máy hơi nước thời đó rất cồng kềnh. Richard Trevithick đã tính toán đến một chiếc máy hơi nước công suất cao với thiết kế đủ nhỏ để điều khiển một tàu xe lửa. Máy hơi nước không những tăng tốc độ sản xuất các sản phẩm, chúng còn giúp vận hành các tàu xe lửa để rồi vận chuyển hàng hóa đến khắp nơi trên thế giới.

Ngày nay, khi máy hơi nước bắt đầu bị xóa nhòa bởi các thiết bị điện và động cơ đốt trong (internal combustion engines), chúng vẫn thực sự có tầm quan trọng lớn. Hầu hết các nguồn năng lượng xanh trên Trái đất đều tạo ra điện nhờ sử dụng các tua-bin hơi nước, năng lượng để đun nóng nước được lấy từ việc đốt than đá, khí gas tự nhiên hay từ các phản ứng hạt nhân.

Nhà khoa học Thụy Điển nổi tiếng Alfred Nobel là người phát minh ra thuốc nổ qua nhiều sự tình cờ. Gia đình Nobel chuyên sản xuất và kinh doanh nitroglycerin, một chất nổ dạng lỏng, rất thiếu an toàn. Sau khi một vụ nổ nhà máy vào năm 1864 cướp đi sinh mạng người em trai út trong gia đình Nobel, nhà khoa học đã tích cực nghiên cứu để cho ra đời vật liệu cháy nổ an toàn hơn. Trong một lần vận chuyển nitroglycerin, ông phát hiện một can chứa chất nổ lỏng bị thủng, nhưng một hỗn hợp đá quặng lẫn trong can nhanh chóng hút hết chất lỏng. Quan sát này khiến Nobel nghĩ ra công thức chất nổ dạng rắn không hạn chế sức mạnh của chất nổ. Năm 1867, Nobel đăng ký phát minh này với tên gọi dynamite, mở đường cuộc cách mạng trong ngành xây dựng và chế tạo mìn.

Có một điểm chung giữa các phát minh ở đây, không có ai được coi là nhà phát minh chính của chúng. Tất cả đều được cải tiến từ một phát minh trước đó, và người được coi là đã phát minh ra chúng là người đầu tiên giúp chúng đứng vững trên thương trường. Trong trường hợp này, là chiếc bóng đèn. Chắc hẳn ai cũng nghĩ ngay đến Thomas Edison, ông được coi là người phát minh ra bóng đèn, nhưng thực ra trước đó đã có rất nhiều người thử nghiên cứu với ý tưởng tương tự, còn Edison đã phát triển loại bóng đèn sợi đốt. Joseph Swan cũng thực hiện một ý tưởng tương tự, và cuối cùng sự kết hợp giữa họ đã cho ra đời công ty Ediswan.

Bóng đèn hoạt động nhờ dòng điện chạy qua một sợi dây dẫn có điện trở lớn, mà ta hay gọi là dây tóc, từ đó dây sáng lên và tỏa nhiệt. Bên trong bóng đèn người ta sử dụng chân không hoặc khí trơ đề phòng cháy dây tóc.Bạn có thể nghĩ rằng, bóng đèn thay đổi thế giới bởi chúng cho phép con người làm việc vào ban đêm hay ở những nơi tối tăm, nhưng trong những trường hợp đó chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng đèn khí gas hay một số loại nguồn sáng khác. Thực tế, bóng đèn là nền tảng giúp con người nghĩ đến việc xây dựng mạng lưới điện cung cấp điện năng đến cho từng gia đình và công ty, đây mới là lợi ích thực sự của nó, để đến ngày nay, xung quanh chúng ta là những vật dụng tiêu thụ điện năng ở khắp mọi nơi, chỉ cần cắm công tắc và bật. Thật đơn giản.

Công nghệ bay nói chung hay phổ biến nhất bây giờ là máy bay là một phát triển vượt bậc đối với văn minh loài người. Con người chúng ta đã luôn có ước mơ được phiêu lưu trên bầu trời giống như loài chim, điều này thể hiện rõ trong các câu chuyện thần thoại về cha con Daedalus và Icarus với đôi cánh bằng lông chim gắn sáp trong, hoặc như hình tượng Tề thiên đại thánh "cân đẩu vân" đi vạn dặm trong chớp mắt. Tuy nhiên mãi đến thế kỉ 15, 16 người ta mới tìm rất các bản vẽ về thiết bị bay của Da Vinci có nguyên tắc khá giống với cơ cấu ngày nay. Thế kỉ 19 công nghệ này đã trở nên phát triển với những thiết bị bay đầu tiên. Cho đến bây giờ có thể nói những phát minh này đã ứng dụng vào cuộc sống rất gần gũi, đưa con người đi khắp thế giới. Hơn cả vậy, chúng ta đã tiến xa đến tầm vũ trụ.

Thực sự năng lượng hạt nhân là một nguồn năng lượng tiềm tàng và nó đem lại cả những lợi ích tích cực lẫn tiêu cực. Nó có thể đem tới sự ô nhiễm không khí, hủy hoại môi trường và trong quá khứ chúng ta đã có thể thấy sức mạnh hủy diệt của bom hạt nhân. Tuy nhiên đến bây giờ, điện hạt nhân vẫn là một nguồn năng lượng hữu dụng nếu chúng ta biết cách sử dụng và kiểm soát. Bom hạt nhân nhìn từ một khía cạnh nào đó đã giúp kết thúc một cuộc chiến tranh đẫm máu và cũng là sự cảnh báo cho việc sử dụng loại vũ khí nguy hiểm này.

Máy vi tính là thiết bị giúp chúng ta nhập dữ liệu, xử lý theo một cách nào đó, và đưa ra những dữ liệu mới. Không có ai được coi là người sáng tạo ra chiếc máy tính, ngay cả Alan Turing – người Anh – được coi là người có ảnh hưởng lớn nhất đến lĩnh vực này. Các máy vi tính cơ học đã xuất hiện từ những năm đầu thế kỉ 19, nhưng máy vi tính sử dụng điện thì được sáng chế vào thế kỉ 20.

Máy vi tính có thể thực hiện những phép toán phức tạp với tốc độ không tưởng. Khi được vận hành dưới tay một lập trình viên điêu luyện, máy vi tính có thể làm nhiều việc hơn chúng ta tưởng. Nhiều loại máy bay quân sự hiện đại không thể hoạt động mà thiếu sự điều chỉnh của máy tính. Máy tính còn giúp hiển thị mã gen người, đưa tàu vũ trụ vào quỹ đạo, điều khiển các thiết bị kiểm tra Y tế, tạo ra những đoạn phim ảnh kì diệu từ phần mềm của nó...

Về mặt vĩ mô, chúng ta khó có thể tưởng tượng hết những gì máy vi tính có thể giúp con người. Máy vi tính giúp con người lưu trữ lượng lớn thông tin, và khi cần có thể xem lại một cách nhanh chóng. Rất nhiều đồ vật sẽ không thể vận hành nếu thiếu chiếc máy vi tính, ví dụ như ô tô hay hệ thống năng lượng xanh, điện thoại...

Internet, mạng máy tính phủ rộng khắp thế giới, cho phép người ta có thể truy cập mọi thông tin vào bất kì thời điểm nào. Nó ảnh hưởng không nhỏ tới kinh doanh, giao tiếp, kinh tế, giải trí và ngay cả chính trị. Internet không thay đổi thế giới nhiều như chiếc máy cày, nhưng cũng ngang hàng với máy hơi nước hay chiếc ô tô.

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), trung tâm nghiên cứu và phát triển của Quân đội Mỹ, đã tạo ra ARPANET cuối thập kỉ 60. Mạng máy tính computer-to-computer này nhằm phục vụ cho mục đích quân sự và nghiên cứu kinh tế. Các mạng máy tính khác được phát triển nhanh chóng ngay sau đó, cuối thập kỉ 70 các nhà nghiên cứu máy tính đã tạo ra phương thức giao tiếp đơn lẻ, TCP/IP, cho phép các máy tính có thể kết nối tới các máy khác trong mạng. Và sau đó, là sự ra đời của Internet, nhưng phải chục năm sau, Internet mới được phủ sóng toàn cầu.

Internet là một phát minh vĩ đại mà chúng ta có thể thấy ngay được ảnh hưởng của nó tới cuộc sống. Khả năng khuếch tán thông tin rộng khắp cũng như sự tổng hợp thông tin một cách hiệu quả đã tạo nên cuộc cách mạng mới. Một số người lo lắng rằng, nếu mạng Internet bị sụp đổ, chúng ta sẽ chỉ có thể làm việc trong các mạng nội bộ, chúng ta sẽ gần như bị cô lập với thế giới bên ngoài. Cũng như các phát minh khác, hậu quả tích cực hay tiêu cực chúng mang lại, là phụ thuộc vào cách chúng ta sử dụng.