تويت
في هذا المقال الخاص لعدد سبتمبر 1999 لكتاب إنكارتا السنوي يقوم صحفي التكنولوجيا المخضرم والمحرر الرئيس في مجلة (technology review) لمعهد ماساشوستس للتكنولوجيا (Massachusetts institute of technology) السيد هرب بوردي (herb bordy) بتحديد الاختراعات العشر الأكثر أهمية من خلال الألفية الماضية ووصفها.
الإختراعات البارزة للألفية
م.عبد الرحيم حسو
تستيقظ في الصباح وتضع نظاراتك تفتح الراديو وتمسك بجريدة الصباح لقد استفدت مباشرة من ثلاثة من أعظم الاختراعات للسنوات ال1000 الماضية :العدسة الزجاجية، الاتصالات اللاسلكية، والة الطباعة بعدها تركب المترو إلى العمل ؛ حيث تستخدم الكمبيوتر وتجري المكالمات الهاتفية_ تلك ثلاث تطورات أخرى أصبحت ممكنة بالفتوحات العلمية خلال الألفية الخصيبة المنقضية.
لقد أنتجت السنوات ال1000 الأخيرة عددا مذهلا وتشكيلة هائلة من الإنجازات العلمية والتقنية- ولكن أيها كانت الأكثر أهمية يا ترى ؟
إن تقليص قائمة بالاف الاختراعات منذ العام 1000 إلى العشر الأعظم ، يتطلب بعضا من المعايير الصارمة ؛ فاالاختراعات النوعية اما زودت طرقا جديدة نماما للقيام بعمل هام، أو أنها جعلت من مهام ما ممكنة، كانت قبل ذلك ضربا من المحال .
كان لها في النهاية، إن لم يكن مباشرة، تأثير ملموس على السواد الأعظم من البشرية .
لقد مكنت هذه التطورات من ابتكارات تقنية هائلة وكشوفات علمية خارقة، وأخيرا، كان لها تأثير مستديم غلى العالم.
إن الاختراعات التي توافق هذه المعايير، حسب تسلسلها الزمني هي:
البوصلة، الساعة الميكانيكية، العدسة الزجاجية، الة الطباعة، محرك البخار، البرق، الطاقة الكهربائية، الاتصالات اللاسلكية، الضادات الحيوية، والترانزيستورز
الفتوحات الجوهرية
Fundamental breakthroughs
نتفقد في هذه القائمة الكثير من التطورات التكنولوحية المهمة، بما فيها الطائرة، الهاتف، السيارة، الكومبيوتر .
في كثير من الحالات تم حذف هذه الاختراعات؛ لأنها تعتمد على تطورات أو إنجازات أسبق، نناقشها في هذا البحث .
في حين أن أداة كانت لها دلالة بالغة بنقلها اصطناعيا للصوت البشري، فإن الهاتف لم يكن في الواقع قفزة بالغة الأهمية حين ظهوره في ثمانينيات القرن التاسع عشر؛ إذا كان قبل ذلك بعقود قد دشن أول الة تلغراف حقبتنا الحالية للإتصالات الفورية؛ ففي الحقيقة، كان الكسندر غراهام بيل ( Alexander Graham Bell) يعمل على اليات لتطوير التلغراف عنما إبتكر التلفون .
لقد كان الهاتف، في الأصل والممارسة، تطويرا لتقنية موجودة .
على نحو مماثل، فإن محرك البخار خلق لأول مرة لإمكانية الإنتقال السريع وقبل ذلك ، ما من أحد كان بمقدوره السير على الأرض بأسرع أو أبعد مما يستطيعه حيوان .
بعد إختراع محرك البخار، أضحت الحدود الوحيدة هي كمية الوقود وموثوقية الالة – العاملان اللذان الإنسان أن يتحكم بهما.
إن الطائرة، السيارة، وحتى الصاروخ، تقوم على هذه الفكرة الأساسية من استمداد كميات هائلة من طاقة دفعسة عن طريق احتراق الوقود .
ما إن وضع محرك البخار تلك الفكرة موضع التطبيق، حتى تتالت تطورات- من مثل محرك الإحتراق الداخلي الذي يشغل ملايين سيارات العالم- لا تكاد تخلو من الحاجة الى تحسينات مكررة .
عند عد عشرة الاختراعات الماضية الاكثر أهمية، فلا بد من إعتماد تمييز دقيق: إن الفرق بين الاختراع والاكتشاف ليس من الوضوح الذي كما يعتقده المرء .
فقد يكون الاكتشاف بسيطا بساطة الانتباه الى ظاهرة غير ملحوظة مسبقا؛ أما الاختراع فهو الة، أداة، أو جهاز من ابتكار الإنسان لم يكن موجودا من قبل؛ فعلى سبيل المثال، اكتشف الإنسان القديم بأن قطرات الماء وأنواعا معينة من الأحجار الكريمة تحرف الضوء بطريقة قابلة للتنبؤ بها ومع ذلك، لم يكن حتى القرون الوسطى أن حاول اخرون إعادة انتاج هذا التأثير بتطبيق تكنولوجيا تشكيل الزجاج، وصولا الى تشكيل العدسات- العناصر الاساسية للنظارات، للمجاهر، للمناظير، وللكاميرات .
على نحو مماثل فقد عرف الناس الكهرباء ودرسوها كقوة للطبيعة لالاف السنين، لكن القفزة التكنولوجية كانت في انتاج الكهرباء على نطاق واسع ثم توصيلها الى البيوت والمعامل في بداية القرن العشرين؛ حيث غير العالم من حال الى حال .
البوصلة
The compass
الاستكشافات التي ادت الى وصول الاوروبيين للأمريكيتين تطلبت من البحارة معرفة الوجهة التي يسلكونها في الايام واليالي الصافية، فإن موقع الشمس والنجوم (خصوصا نجم القطب) أفادهم بهذه المعلومات لكن الرحلات الطويلة، اشتملت حتما على غطاء من الغيوم لفترات مديدة، وهذا ما القى بالبحارة بعيدا عن وجهتهم .
إن اختراع البوصلة أمكن استكشاف اراض نائية مجهولة، أما اصل البوصلة فيكتنفه الغموض، عرفت الشعوب القديمة الخصائص الغربية للحجر المغناطيسي(magnetite) أنها لو علقت شظية من هذه المادة بخيط فإنها ستشير بإتجاه نجم القطب .
يبدو أن فكرة تركيب قطعة شبيهة بالإبرة من هذا الحجر في علبة عليها اتجاهات محددة هو اختراع اوروبي من القرن الثالث عشر، على الرغم من امكانية استجلاب الفكرة من الصين عن طريق التجار العرب ، على اي حال بحلول القرن الرابع عشر تم استعمال البوصلة على نطاق واسع .
من بين التقنيات الكثيرة التي ساعدت على الملاحة الالفية، فإن البوصلة هي الأكثر اساسية فبإستعمال قدرتها السحرية على ما كان يبدو في معرفة الاتجاهات بات البحارة أكثر شجاعة، بإقدامهم على رحلات أطول وأطول من الإكتشاف بتوفر هذه الأداة بين الأيدي سافر المستكشفون الأوروبيون لأول مرة الى الأمريكيتين، ربما الحادثة الفريدة الأكثر تحويلا لحضارة الألف سنة الماضية .
الساعة الميكانيكية
The Mechanical Clock
وجدت طرق عديدة لحفظ مسار تقريبي للزمن منذ القديم، فالساعات الشمسية على سبيل المثال استعملت من قبل المصريين القدماء، بينما ثبت عدم كفاية هذه الساعات في الأقاليم الأكثر غيوما من أوربا.
هناك اختراع مصري قديم اخر هو الساعة المائية، وفيها ينقط الماء من خزان لاخر بسرعة ثابتة نسبيا .
الخزان الثاني يحتوي على عوامة متصلة بذراع مؤشر، عندما ترتفع العوامة خلال اليوم، يشير المؤشر الى الساعة التقريبية .
ظهرت الساعات الميكانيكية الحقيقية الأولى في القرن الرابع عشر في أوروبا لا يجيز التاريخ لشخص بعينه فضل الاختراع الرئيس الذي جعل هذه الساعة ممكنة: وهو عبارة عن الية دعيت دوزان الساعة، تستعمل دولابا مسننا يشغل بواسطة ثقل أو بندول ويضبط بواسطة مجموعة أسنان .
أسنان الدولاب المسنن هذا تنفلت بفواصل زمنية منتظمة محافظة على الوقت .
إن الساعات الميكانيكية البدائية كانت لديها فقط عقرب الساعات وهذا يمكننا فهمه إذا علمنا أن هذه الساعات الاولية كانت غالبا ما تتوقف بقدر ساعتين يوميا .
عمليات التحسين اللاحقة مثل تطوير البندول تأسست على مفهوم من قبل الفلكي الهولندي كريستيان هايغنز
( (Christiaan Huygens في سنة 1657 باتت بإمكانها أن تبقى الى حد معقول على مسار دقيق للدقائق وللثواني أيضا .
لقد عم إنجاز ضط الوقت الإصطناعي أرجاء المعمورة كافة وأصبح جزئا هاما من الملاحة؛ إذ إن الملاحظات العلمية غالبا ما تتطلب قياسات دقيقة للوقت، الشيء نفسه يصح بلنسبة الى الكثير من عمليات تشغيل الصناعة والأعمال تلك التي تتطلب تناسقا بين الأحداث والنشاطات البشرية، اليوم هذا العالم الصناعي بإزدياد منضبط بالوقت الى ابعد الحدود؛ إن ساعتنا هي التي تحكم عندما نعمل، نلعب، نأكل، وننام.
العدسة الزجاجية
The Glass Lens
إن كثيرا من الخطوات العلمية المتقدمة التي شكلت العالم الحديث كانت ممكنة فقط لأن الناس ابتكروا أدوات لتحسين قدرتهم على الرؤية، لقد كان لتطوير العدسات الزجاجية التي يمكن استعمالها لرؤية أشياء قد تكون صغيرة جدا أو بعيدة جدا، آثار عميقة لفائدة البشرية على أن التطبيق الأول لقطع الزجاج الخشنة أو المصقولة لم يكن للمجهر أو المنظار؛ بل كان ذلك للنظارات(Eye Glasses) التي تحسن الرؤية عند هؤلاء الذين يعانون من ضعف النظر، يمكن القول بأنه لولا اختراع النظارات كانت الطباعة ستأخذ وقتا أطول بكثسر حتى تنتشر بين الناس .
إن أكثر الناس يعانون من بعد النظر كلما تقدموا في السن، والمادة المطبوعة التي تحمل قرب الوجه تتحلل الى لطخة ضبابية ومن دون عدسات تصحيحية تصبح القراءة صعبة جدا، إن لم تكن مستحيلة.
أخترعت النظارات الأولى في ايطاليا في أواخر القرن الثالث عشر بالرغم من أن نسخا بسيطة ربما استعملت في الصين قبل ذلك بقرون احتاج الأمر الى بضعة قرون قبل أن يتمكن أحد من تركيب عدسات زجاجية بطريقة تجعل الأجسام البعيدة تبدو قريبة .
يعود فضل اختراع التلسكوب الى صانع النظارات الهولندي هانس ليبرشي (Hans Lippershey) في عام 1608 ليبرشي عرض نظاراته (Looker) للحكومة الهولندية التي أدركت فورا فائدتها كأداة عسكرية.
في السنة التالية استعمل الفيزيائي والفلكي الايطالي غاليلو (Galileo) نسخة مطورة من اختراع ليبرشي في دراسة السماء إن منظار غاليلو كان بإمكانه أن يكبر الأشياء الى 20 مرة من حجمها الفعلي وقد شاهدبهذه الآلة الأقمار التي تدور حول المشتري ما تعارض مع الاعتقاد السائد آنذاك بأن كل الأجسام السماوية تدور حول الأرض .
لقد ساعدت ملاحظات غاليلو في انطلاقة الثورة العلمية التي بدلت عالمنا تبديلا جوهريا، كانت هولندا فيأوائل القرن السابع عشر مرتعا لتطوير البصريات، ففيها اخترع المجهر (Microscope) حوالي العام 1600، بلرغم من أن نسبة الفضل النهائي لهذا الانجاز أمر يصعب تقريره.
بحلول عام 1625 أعدت الورش لبناء هذه الآلات الجديدة وفي آواخر القرن السابع عشر كان العلماء يستعملون المجاهر لمشاهدة الجراثسم (Microbes) الحاشدة في قطرة ماء وكذلك التركيب الفيزيائي للخلايا الحية هذه وغيرها من الإكتشافات المجهرية حولت علم الاحياء (Biology) تحويلا نوعيا .
لقد كان في القرن السابع عشر ايضا ان قام العالم الطبيعي الهولندي فان ليفينهوك (Van Leeuwenhoek) ببناء مجهره الخاص واكتشف بما في ذلك ما دعاه بالحوينات المجهرية (Animalcules) التي تعرف الآن بالبكتيريا والبروتوزوا (وحيدات الخلية) ، إن معظم معرفتنا بالمرض وكيفية مكافحته بما ذلك مفهوم إكتساب المناعة، إنما هو نتيجة لاستعمال المجهر .
آلة الطباعة
E Printing Pressht
تصور عالما من دون كتب، مجلات، أو جرائد، حتى القرن الخامس عشر كان ذلك التصور أمرا يسيرا: فقلة هم الذين كانوا يعرفون القراءة أو الكتابة، وحتى هؤلاء لم يكن لديهم ما يختارون منه إلا النذر اليسير في طريق المادة المقروءة.
لآلاف السنوات كان نشر المعرفة مقتصرا على الكلمة الشفوية والنسخ اليدوي الجهيد والمخطوطات باهظة الثمن.
لقد زودت آلة الطباعة طريقة عملية ورخيصة لنشر معلومات عريضة عن النشاطات الإنسانية المترامية، من الأدب إلى العلم إلى السياسة إلى الدين.
فإذا كان بإمكاننا الحديث عن اختراع بعينه من شئنه أن شكل الألفية الماضية، فهو آلة الطباعة.
هذه الآلة قدحت حقبة من التعبير الفني والتقدم العلمي استمرت حتى اليوم ولا تزال .
من شبه المؤكد أن بعضا من الطباعة الأتوماتيكية حدثت قبل عام 1000 م، فقد طور الصينيون والكوريون الطباعة الكتلية، وهي تقنية تنحت فيها حروف وصور بارزة على قطع من الخشب أو مادة أخرى، ثم يطلى السطح بالحبر، وتحول الصورة بالحك أو الطبع.
بحلول القرن الثاني الميلادي طور الصينيون تقنية واسعة الانتشار لطباعة النصوص، كما يعزى إلى الصينيين أيضا إدخالهم فن صناعة الورق حوالي التاريخ نفسه .
أما الطباعة في العالم الغربي فقد خلفت إلى الوراء؛ إذ إن الطاعون الدبلي (Bubonic Plajue) أو الموت الأسود الذي أهلك الحرث والنسل في أوربا القرن الرابع عشر، أنهك بشدة قارة الناس الذين كانو يقرؤون ويكتبون ، حتى بات هناك قلة قليلة من الكتاب، وأصبح نسخ الكتب يدويا غاليا جدا .
في الوقت نفسه، أدى توفر الكتان بكثرة إلى تزويد ورق رخيص نسبيا، هذان العاملان ساهما في خلق الظروف الاقتصادية التي شجعت على تطوير طباعة آلية.
إنه اختراع النموذج المعدني المتحرك الذي ثبت على أنه الإنجاز الرئيس، حوالي 1450، صائغ ذهب ألماني اسمه جوهانيز غوتنبيرغ (Johannes Gutenberg) ركب تقنيات طباعية أساسية عدة أكثرها أهمية كانت تتمثل في خلق قطع معدنية مشكلة على نسق واحد، وعلى وجه كل منها حرف مختلف من الأبجدية، بحيث يمكن إعادة ترتيبها بشكل لا نهائي لتشكيل نص جديد .
غوتينبيرغ ابتكر أيضا طابعة آلية تشغل باليد قادرة غلى دفع النموذج المتحرك باتجاه الورقة بقوة كافية لضمان جودة عالية لصفحات النص.
كناب غوتينبيرغ الأول كان طبعة من الكتاب المقدس، لا يزال حتى الآن شاهدا على الأناقة المطبعية .
أذكت آلة الطباعة نيرانا فكرية في نهاية القرون الوسطى مؤذنة ببدء عهد جديد من التنوير، هذه النهضة الثقافية العظيمة استلهمت بالإنتشار الواسع لحرية الوصول إلى الفن والأدب الكلاسيكيين والإدراك الواسع لقيمتهما، وهذه تحولت إلى حماسة متجددة للتعبير الفني .
من دون تطوير آلة الطباعة كان ن الممكن ألا يحصل عصر النهضة أبدا ومن دون طباعة رخيصة تجعل الكتب متوفرة إلى السواد الأعظم من المجتمع، ما كان لابن جون شكسبير (John Shakespeare) المسؤول الحكومي الصغير في انكلترا الريفية في أواسط القرن السادس عشر، أن يستلهم ربما لكتابة ما يعرف الآن على أنها بعض من أعظم مسرحيات التاريخ ، إن ما كسبته الحضارة من اختراع غوتينبيرغ لا يحصى .
محرك البخار
The Steam Engine
يحدونا الاعتقاد بأن السيارة والطائرة من بين أهم اختراعات الألفية ولكنها مجرد تحسينات في سياق تطوري لمحرك البخار _ الآلة الأولى التي حولت الوقود المحترق إلى طاقة ميكانيكية على نطاق واسع كان يستخدم الخشب في تشغيل محركات البخار الأولى، ثم استخدم الفحم فيما بعد .
لقد حول محرك البخار العالم الصناعي مثلما حوله كذلك بضع تقنيات أخرى، هذا الاختراع حرر الناس من حدود طاقاتهم الخاصة ومن حدود طاقة الحيوان كما سمح بظهور المعامل التي قادت الثورة الصناعية وكان في قلب الشكل الأول لنظام النقل الميكانيكي عالي السرعة: وهي القاطرة .
إن المحرك البخاري هو خير مثال لاختراع تطوري حدث على مراحل ، في عام 1689 طوره مهندس انكليزي توماس سيفيري (Thomas Savery) مضخة ماء استعملت البخار من مرجل لمدها بالطاقة .
حصل سيفيري على براءة اختراع عريضة على الفكرة، مع أنه لم يثبت أبدا الجدوى الكبيرة لمحركه، ثم تبع ذلم محرك بخار أكثر كفاءة بكثير من قبل الحداد النكليزي توماس نوكمين (Thomas Newcomen) سنة 1712 .
آلة نوكمين هي الأخرى استعملت بشكل رئيس لضخ الماء من مناجم الفحم ومع ذلك فإن المهندس الانكليزي جيمس وات (James Watt) هو الذي يذكر عادة كمخترع لمحرك البخار فآلته التي سجلت براءة اختراع سنة 1769 كانت أكبر كفاءة بكثير من الآلات السابقة، لا سيما بسبب حجرة التبريد المنفصلة للبخار المكثف .
أضاف وات تحسينات أخرى مثل التزيتت بالزيت والعزل وكذلك صمم نظام تروس تحول الحركة الترددية للمبكبس (البستون) المدار بالبخار إلى حركة دورانية حيث كانت مفيدة أكثر في قيادة الآلات .
محرك وات أيضا حرر المعامل من اعتمادها على طاقة الماء وأعطى فائدة كبيرة للأمم التي لديها مخزونات جاهزة من الفحم .
احتياطات بريطانيا الهائلة من الفحم زودت الامبراطورية البريطانية المترامية بالوقود في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر .
إن قطارات السكة الحديدية التي تشغل بالبخار لعبت دورا هائلا في التصنيع والتجارة وكانت حيوية للتوسع الغربي للولايات المتحدة .
لقد سيطرت محركات الاحتراق الداخلي ومحطات توليد الكهرباء منذ ذلك الحين على معظم الأعمال التي كانت تؤدى بالبخار، لكن هذه الابتكارات كان عليها أن تقف على أكتاف محرك البخار .
الإختراعات البارزة للألفية
م.عبد الرحيم حسو
تستيقظ في الصباح وتضع نظاراتك تفتح الراديو وتمسك بجريدة الصباح لقد استفدت مباشرة من ثلاثة من أعظم الاختراعات للسنوات ال1000 الماضية :العدسة الزجاجية، الاتصالات اللاسلكية، والة الطباعة بعدها تركب المترو إلى العمل ؛ حيث تستخدم الكمبيوتر وتجري المكالمات الهاتفية_ تلك ثلاث تطورات أخرى أصبحت ممكنة بالفتوحات العلمية خلال الألفية الخصيبة المنقضية.
لقد أنتجت السنوات ال1000 الأخيرة عددا مذهلا وتشكيلة هائلة من الإنجازات العلمية والتقنية- ولكن أيها كانت الأكثر أهمية يا ترى ؟
إن تقليص قائمة بالاف الاختراعات منذ العام 1000 إلى العشر الأعظم ، يتطلب بعضا من المعايير الصارمة ؛ فاالاختراعات النوعية اما زودت طرقا جديدة نماما للقيام بعمل هام، أو أنها جعلت من مهام ما ممكنة، كانت قبل ذلك ضربا من المحال .
كان لها في النهاية، إن لم يكن مباشرة، تأثير ملموس على السواد الأعظم من البشرية .
لقد مكنت هذه التطورات من ابتكارات تقنية هائلة وكشوفات علمية خارقة، وأخيرا، كان لها تأثير مستديم غلى العالم.
إن الاختراعات التي توافق هذه المعايير، حسب تسلسلها الزمني هي:
البوصلة، الساعة الميكانيكية، العدسة الزجاجية، الة الطباعة، محرك البخار، البرق، الطاقة الكهربائية، الاتصالات اللاسلكية، الضادات الحيوية، والترانزيستورز
الفتوحات الجوهرية
Fundamental breakthroughs
نتفقد في هذه القائمة الكثير من التطورات التكنولوحية المهمة، بما فيها الطائرة، الهاتف، السيارة، الكومبيوتر .
في كثير من الحالات تم حذف هذه الاختراعات؛ لأنها تعتمد على تطورات أو إنجازات أسبق، نناقشها في هذا البحث .
في حين أن أداة كانت لها دلالة بالغة بنقلها اصطناعيا للصوت البشري، فإن الهاتف لم يكن في الواقع قفزة بالغة الأهمية حين ظهوره في ثمانينيات القرن التاسع عشر؛ إذا كان قبل ذلك بعقود قد دشن أول الة تلغراف حقبتنا الحالية للإتصالات الفورية؛ ففي الحقيقة، كان الكسندر غراهام بيل ( Alexander Graham Bell) يعمل على اليات لتطوير التلغراف عنما إبتكر التلفون .
لقد كان الهاتف، في الأصل والممارسة، تطويرا لتقنية موجودة .
على نحو مماثل، فإن محرك البخار خلق لأول مرة لإمكانية الإنتقال السريع وقبل ذلك ، ما من أحد كان بمقدوره السير على الأرض بأسرع أو أبعد مما يستطيعه حيوان .
بعد إختراع محرك البخار، أضحت الحدود الوحيدة هي كمية الوقود وموثوقية الالة – العاملان اللذان الإنسان أن يتحكم بهما.
إن الطائرة، السيارة، وحتى الصاروخ، تقوم على هذه الفكرة الأساسية من استمداد كميات هائلة من طاقة دفعسة عن طريق احتراق الوقود .
ما إن وضع محرك البخار تلك الفكرة موضع التطبيق، حتى تتالت تطورات- من مثل محرك الإحتراق الداخلي الذي يشغل ملايين سيارات العالم- لا تكاد تخلو من الحاجة الى تحسينات مكررة .
عند عد عشرة الاختراعات الماضية الاكثر أهمية، فلا بد من إعتماد تمييز دقيق: إن الفرق بين الاختراع والاكتشاف ليس من الوضوح الذي كما يعتقده المرء .
فقد يكون الاكتشاف بسيطا بساطة الانتباه الى ظاهرة غير ملحوظة مسبقا؛ أما الاختراع فهو الة، أداة، أو جهاز من ابتكار الإنسان لم يكن موجودا من قبل؛ فعلى سبيل المثال، اكتشف الإنسان القديم بأن قطرات الماء وأنواعا معينة من الأحجار الكريمة تحرف الضوء بطريقة قابلة للتنبؤ بها ومع ذلك، لم يكن حتى القرون الوسطى أن حاول اخرون إعادة انتاج هذا التأثير بتطبيق تكنولوجيا تشكيل الزجاج، وصولا الى تشكيل العدسات- العناصر الاساسية للنظارات، للمجاهر، للمناظير، وللكاميرات .
على نحو مماثل فقد عرف الناس الكهرباء ودرسوها كقوة للطبيعة لالاف السنين، لكن القفزة التكنولوجية كانت في انتاج الكهرباء على نطاق واسع ثم توصيلها الى البيوت والمعامل في بداية القرن العشرين؛ حيث غير العالم من حال الى حال .
البوصلة
The compass
الاستكشافات التي ادت الى وصول الاوروبيين للأمريكيتين تطلبت من البحارة معرفة الوجهة التي يسلكونها في الايام واليالي الصافية، فإن موقع الشمس والنجوم (خصوصا نجم القطب) أفادهم بهذه المعلومات لكن الرحلات الطويلة، اشتملت حتما على غطاء من الغيوم لفترات مديدة، وهذا ما القى بالبحارة بعيدا عن وجهتهم .
إن اختراع البوصلة أمكن استكشاف اراض نائية مجهولة، أما اصل البوصلة فيكتنفه الغموض، عرفت الشعوب القديمة الخصائص الغربية للحجر المغناطيسي(magnetite) أنها لو علقت شظية من هذه المادة بخيط فإنها ستشير بإتجاه نجم القطب .
يبدو أن فكرة تركيب قطعة شبيهة بالإبرة من هذا الحجر في علبة عليها اتجاهات محددة هو اختراع اوروبي من القرن الثالث عشر، على الرغم من امكانية استجلاب الفكرة من الصين عن طريق التجار العرب ، على اي حال بحلول القرن الرابع عشر تم استعمال البوصلة على نطاق واسع .
من بين التقنيات الكثيرة التي ساعدت على الملاحة الالفية، فإن البوصلة هي الأكثر اساسية فبإستعمال قدرتها السحرية على ما كان يبدو في معرفة الاتجاهات بات البحارة أكثر شجاعة، بإقدامهم على رحلات أطول وأطول من الإكتشاف بتوفر هذه الأداة بين الأيدي سافر المستكشفون الأوروبيون لأول مرة الى الأمريكيتين، ربما الحادثة الفريدة الأكثر تحويلا لحضارة الألف سنة الماضية .
الساعة الميكانيكية
The Mechanical Clock
وجدت طرق عديدة لحفظ مسار تقريبي للزمن منذ القديم، فالساعات الشمسية على سبيل المثال استعملت من قبل المصريين القدماء، بينما ثبت عدم كفاية هذه الساعات في الأقاليم الأكثر غيوما من أوربا.
هناك اختراع مصري قديم اخر هو الساعة المائية، وفيها ينقط الماء من خزان لاخر بسرعة ثابتة نسبيا .
الخزان الثاني يحتوي على عوامة متصلة بذراع مؤشر، عندما ترتفع العوامة خلال اليوم، يشير المؤشر الى الساعة التقريبية .
ظهرت الساعات الميكانيكية الحقيقية الأولى في القرن الرابع عشر في أوروبا لا يجيز التاريخ لشخص بعينه فضل الاختراع الرئيس الذي جعل هذه الساعة ممكنة: وهو عبارة عن الية دعيت دوزان الساعة، تستعمل دولابا مسننا يشغل بواسطة ثقل أو بندول ويضبط بواسطة مجموعة أسنان .
أسنان الدولاب المسنن هذا تنفلت بفواصل زمنية منتظمة محافظة على الوقت .
إن الساعات الميكانيكية البدائية كانت لديها فقط عقرب الساعات وهذا يمكننا فهمه إذا علمنا أن هذه الساعات الاولية كانت غالبا ما تتوقف بقدر ساعتين يوميا .
عمليات التحسين اللاحقة مثل تطوير البندول تأسست على مفهوم من قبل الفلكي الهولندي كريستيان هايغنز
( (Christiaan Huygens في سنة 1657 باتت بإمكانها أن تبقى الى حد معقول على مسار دقيق للدقائق وللثواني أيضا .
لقد عم إنجاز ضط الوقت الإصطناعي أرجاء المعمورة كافة وأصبح جزئا هاما من الملاحة؛ إذ إن الملاحظات العلمية غالبا ما تتطلب قياسات دقيقة للوقت، الشيء نفسه يصح بلنسبة الى الكثير من عمليات تشغيل الصناعة والأعمال تلك التي تتطلب تناسقا بين الأحداث والنشاطات البشرية، اليوم هذا العالم الصناعي بإزدياد منضبط بالوقت الى ابعد الحدود؛ إن ساعتنا هي التي تحكم عندما نعمل، نلعب، نأكل، وننام.
العدسة الزجاجية
The Glass Lens
إن كثيرا من الخطوات العلمية المتقدمة التي شكلت العالم الحديث كانت ممكنة فقط لأن الناس ابتكروا أدوات لتحسين قدرتهم على الرؤية، لقد كان لتطوير العدسات الزجاجية التي يمكن استعمالها لرؤية أشياء قد تكون صغيرة جدا أو بعيدة جدا، آثار عميقة لفائدة البشرية على أن التطبيق الأول لقطع الزجاج الخشنة أو المصقولة لم يكن للمجهر أو المنظار؛ بل كان ذلك للنظارات(Eye Glasses) التي تحسن الرؤية عند هؤلاء الذين يعانون من ضعف النظر، يمكن القول بأنه لولا اختراع النظارات كانت الطباعة ستأخذ وقتا أطول بكثسر حتى تنتشر بين الناس .
إن أكثر الناس يعانون من بعد النظر كلما تقدموا في السن، والمادة المطبوعة التي تحمل قرب الوجه تتحلل الى لطخة ضبابية ومن دون عدسات تصحيحية تصبح القراءة صعبة جدا، إن لم تكن مستحيلة.
أخترعت النظارات الأولى في ايطاليا في أواخر القرن الثالث عشر بالرغم من أن نسخا بسيطة ربما استعملت في الصين قبل ذلك بقرون احتاج الأمر الى بضعة قرون قبل أن يتمكن أحد من تركيب عدسات زجاجية بطريقة تجعل الأجسام البعيدة تبدو قريبة .
يعود فضل اختراع التلسكوب الى صانع النظارات الهولندي هانس ليبرشي (Hans Lippershey) في عام 1608 ليبرشي عرض نظاراته (Looker) للحكومة الهولندية التي أدركت فورا فائدتها كأداة عسكرية.
في السنة التالية استعمل الفيزيائي والفلكي الايطالي غاليلو (Galileo) نسخة مطورة من اختراع ليبرشي في دراسة السماء إن منظار غاليلو كان بإمكانه أن يكبر الأشياء الى 20 مرة من حجمها الفعلي وقد شاهدبهذه الآلة الأقمار التي تدور حول المشتري ما تعارض مع الاعتقاد السائد آنذاك بأن كل الأجسام السماوية تدور حول الأرض .
لقد ساعدت ملاحظات غاليلو في انطلاقة الثورة العلمية التي بدلت عالمنا تبديلا جوهريا، كانت هولندا فيأوائل القرن السابع عشر مرتعا لتطوير البصريات، ففيها اخترع المجهر (Microscope) حوالي العام 1600، بلرغم من أن نسبة الفضل النهائي لهذا الانجاز أمر يصعب تقريره.
بحلول عام 1625 أعدت الورش لبناء هذه الآلات الجديدة وفي آواخر القرن السابع عشر كان العلماء يستعملون المجاهر لمشاهدة الجراثسم (Microbes) الحاشدة في قطرة ماء وكذلك التركيب الفيزيائي للخلايا الحية هذه وغيرها من الإكتشافات المجهرية حولت علم الاحياء (Biology) تحويلا نوعيا .
لقد كان في القرن السابع عشر ايضا ان قام العالم الطبيعي الهولندي فان ليفينهوك (Van Leeuwenhoek) ببناء مجهره الخاص واكتشف بما في ذلك ما دعاه بالحوينات المجهرية (Animalcules) التي تعرف الآن بالبكتيريا والبروتوزوا (وحيدات الخلية) ، إن معظم معرفتنا بالمرض وكيفية مكافحته بما ذلك مفهوم إكتساب المناعة، إنما هو نتيجة لاستعمال المجهر .
آلة الطباعة
E Printing Pressht
تصور عالما من دون كتب، مجلات، أو جرائد، حتى القرن الخامس عشر كان ذلك التصور أمرا يسيرا: فقلة هم الذين كانوا يعرفون القراءة أو الكتابة، وحتى هؤلاء لم يكن لديهم ما يختارون منه إلا النذر اليسير في طريق المادة المقروءة.
لآلاف السنوات كان نشر المعرفة مقتصرا على الكلمة الشفوية والنسخ اليدوي الجهيد والمخطوطات باهظة الثمن.
لقد زودت آلة الطباعة طريقة عملية ورخيصة لنشر معلومات عريضة عن النشاطات الإنسانية المترامية، من الأدب إلى العلم إلى السياسة إلى الدين.
فإذا كان بإمكاننا الحديث عن اختراع بعينه من شئنه أن شكل الألفية الماضية، فهو آلة الطباعة.
هذه الآلة قدحت حقبة من التعبير الفني والتقدم العلمي استمرت حتى اليوم ولا تزال .
من شبه المؤكد أن بعضا من الطباعة الأتوماتيكية حدثت قبل عام 1000 م، فقد طور الصينيون والكوريون الطباعة الكتلية، وهي تقنية تنحت فيها حروف وصور بارزة على قطع من الخشب أو مادة أخرى، ثم يطلى السطح بالحبر، وتحول الصورة بالحك أو الطبع.
بحلول القرن الثاني الميلادي طور الصينيون تقنية واسعة الانتشار لطباعة النصوص، كما يعزى إلى الصينيين أيضا إدخالهم فن صناعة الورق حوالي التاريخ نفسه .
أما الطباعة في العالم الغربي فقد خلفت إلى الوراء؛ إذ إن الطاعون الدبلي (Bubonic Plajue) أو الموت الأسود الذي أهلك الحرث والنسل في أوربا القرن الرابع عشر، أنهك بشدة قارة الناس الذين كانو يقرؤون ويكتبون ، حتى بات هناك قلة قليلة من الكتاب، وأصبح نسخ الكتب يدويا غاليا جدا .
في الوقت نفسه، أدى توفر الكتان بكثرة إلى تزويد ورق رخيص نسبيا، هذان العاملان ساهما في خلق الظروف الاقتصادية التي شجعت على تطوير طباعة آلية.
إنه اختراع النموذج المعدني المتحرك الذي ثبت على أنه الإنجاز الرئيس، حوالي 1450، صائغ ذهب ألماني اسمه جوهانيز غوتنبيرغ (Johannes Gutenberg) ركب تقنيات طباعية أساسية عدة أكثرها أهمية كانت تتمثل في خلق قطع معدنية مشكلة على نسق واحد، وعلى وجه كل منها حرف مختلف من الأبجدية، بحيث يمكن إعادة ترتيبها بشكل لا نهائي لتشكيل نص جديد .
غوتينبيرغ ابتكر أيضا طابعة آلية تشغل باليد قادرة غلى دفع النموذج المتحرك باتجاه الورقة بقوة كافية لضمان جودة عالية لصفحات النص.
كناب غوتينبيرغ الأول كان طبعة من الكتاب المقدس، لا يزال حتى الآن شاهدا على الأناقة المطبعية .
أذكت آلة الطباعة نيرانا فكرية في نهاية القرون الوسطى مؤذنة ببدء عهد جديد من التنوير، هذه النهضة الثقافية العظيمة استلهمت بالإنتشار الواسع لحرية الوصول إلى الفن والأدب الكلاسيكيين والإدراك الواسع لقيمتهما، وهذه تحولت إلى حماسة متجددة للتعبير الفني .
من دون تطوير آلة الطباعة كان ن الممكن ألا يحصل عصر النهضة أبدا ومن دون طباعة رخيصة تجعل الكتب متوفرة إلى السواد الأعظم من المجتمع، ما كان لابن جون شكسبير (John Shakespeare) المسؤول الحكومي الصغير في انكلترا الريفية في أواسط القرن السادس عشر، أن يستلهم ربما لكتابة ما يعرف الآن على أنها بعض من أعظم مسرحيات التاريخ ، إن ما كسبته الحضارة من اختراع غوتينبيرغ لا يحصى .
محرك البخار
The Steam Engine
يحدونا الاعتقاد بأن السيارة والطائرة من بين أهم اختراعات الألفية ولكنها مجرد تحسينات في سياق تطوري لمحرك البخار _ الآلة الأولى التي حولت الوقود المحترق إلى طاقة ميكانيكية على نطاق واسع كان يستخدم الخشب في تشغيل محركات البخار الأولى، ثم استخدم الفحم فيما بعد .
لقد حول محرك البخار العالم الصناعي مثلما حوله كذلك بضع تقنيات أخرى، هذا الاختراع حرر الناس من حدود طاقاتهم الخاصة ومن حدود طاقة الحيوان كما سمح بظهور المعامل التي قادت الثورة الصناعية وكان في قلب الشكل الأول لنظام النقل الميكانيكي عالي السرعة: وهي القاطرة .
إن المحرك البخاري هو خير مثال لاختراع تطوري حدث على مراحل ، في عام 1689 طوره مهندس انكليزي توماس سيفيري (Thomas Savery) مضخة ماء استعملت البخار من مرجل لمدها بالطاقة .
حصل سيفيري على براءة اختراع عريضة على الفكرة، مع أنه لم يثبت أبدا الجدوى الكبيرة لمحركه، ثم تبع ذلم محرك بخار أكثر كفاءة بكثير من قبل الحداد النكليزي توماس نوكمين (Thomas Newcomen) سنة 1712 .
آلة نوكمين هي الأخرى استعملت بشكل رئيس لضخ الماء من مناجم الفحم ومع ذلك فإن المهندس الانكليزي جيمس وات (James Watt) هو الذي يذكر عادة كمخترع لمحرك البخار فآلته التي سجلت براءة اختراع سنة 1769 كانت أكبر كفاءة بكثير من الآلات السابقة، لا سيما بسبب حجرة التبريد المنفصلة للبخار المكثف .
أضاف وات تحسينات أخرى مثل التزيتت بالزيت والعزل وكذلك صمم نظام تروس تحول الحركة الترددية للمبكبس (البستون) المدار بالبخار إلى حركة دورانية حيث كانت مفيدة أكثر في قيادة الآلات .
محرك وات أيضا حرر المعامل من اعتمادها على طاقة الماء وأعطى فائدة كبيرة للأمم التي لديها مخزونات جاهزة من الفحم .
احتياطات بريطانيا الهائلة من الفحم زودت الامبراطورية البريطانية المترامية بالوقود في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر .
إن قطارات السكة الحديدية التي تشغل بالبخار لعبت دورا هائلا في التصنيع والتجارة وكانت حيوية للتوسع الغربي للولايات المتحدة .
لقد سيطرت محركات الاحتراق الداخلي ومحطات توليد الكهرباء منذ ذلك الحين على معظم الأعمال التي كانت تؤدى بالبخار، لكن هذه الابتكارات كان عليها أن تقف على أكتاف محرك البخار .