10 phát minh thay đổi cả thế giới

Khi nghĩ đến những nhà phát minh, chắc hẳn bạn sẽ tưởng tượng ra một căn phòng, trong đó nhà phát minh ngồi đơn thương độc mã với những thiết bị tinh vi, nghiên cứu, thử nghiệm, thiết kế, thử đi thử lại... Và sau đó, một phát minh mới đã ra đời, là một bước ngoặt thay đổi cả làng công nghệ, và thay đổi toàn bộ cuộc sống của chúng ta.

 

Bạn nghĩ gần đúng rồi đấy. Đúng vậy, thông thường để phát minh ra một cái gì đó, những nhà sáng chế đã phải nghiên cứu rất nhiều, thử nghiệm liên tục để đảm bảo sản phẩm hoàn hảo nhất trước khi ra mắt, nhưng quá trình này kéo dài hơn bạn tưởng nhiều. Và tất nhiên, trong phòng thí nghiệm đó không chỉ có mỗi nhà phát minh mà còn có nhiều người khác nữa.

 

Và bạn sẽ thấy, có những phát minh ở dưới đây, không phát minh nào được tạo ra theo cách trên. Mỗi phát minh được xây dựng dựa trên những nghiên cứu khác từ hàng chục hay hàng trăm năm trước. Phát minh nào cũng có vấn đề của nó, có khi phải đến hàng chục năm sau mới có người giải quyết được. Nói một cách khác, người được coi là nhà phát minh cho một sản phẩm nào đó, không phải là người đầu tiên nghĩ ra ý tưởng, mà là người cải tiến và đưa nó vào cuộc sống hàng ngày.

 

 

Với cuộc sống hiện đại ngày nay, chiếc máy cày có vẻ không có gì thú vị. Nó chỉ là một công cụ thô sơ dùng để xới đất lên, làm lớp đất trở nên giàu dinh dưỡng hơn và sẵn sàng cho việc trồng trọt. Song, máy cày lại là một phát minh giúp cho mọi thứ khác của con người đều là có thể.

 

 

Không ai biết ai là người phát minh ra chiếc máy cày. Nó được phát triển độc lập ở nhiều vùng lãnh thổ, và có nhiều bằng chứng cho thấy nó đã được sử dụng từ thời tiền sử. Nhờ chiếc máy cày, con người bắt đầu biết trồng trọt. Con người lúc bấy giờ chỉ quan tâm đến việc làm sao có đủ thức ăn để sống sót qua mùa. Trồng trọt là một cách ổn định cuộc sống, nhưng nếu làm hoàn toàn bằng tay thì thật nặng nhọc. Chiếc máy cày đã thay đổi tất cả.

 

Chiếc máy cày giúp công việc trở nên đơn giản hơn. Việc cải tiến công nghệ giúp con người có thể thu hoạch được nhiều lương thực hơn, họ có thể trao đổi phần dư thừa để lấy nhiều vật dụng khác. Và kể từ khi xuất hiện trao đổi hàng hóa, cuộc sống của con người sẽ tiến xa hơn, không chỉ là trồng trọt, mà sẽ là sản xuất nhiều loại hàng hóa khác hay các dịch vụ tiện ích khác...

 

Và từ khi có trao đổi và dự trữ hàng hóa, lần lượt chữ viết, hệ thống các con số, hệ thống bảo vệ, quân sự... ra đời. Tiếp tục tích lũy và thay đổi những hoạt động trên, các thành phố được xây dựng và phát triển... Do đó, sẽ không ngoa khi nói rằng, chiếc máy cày là nguồn gốc cho sự phát triển của loài người.

 

 

Chiếc bánh xe là một phát kiến cổ xưa khác mà chúng ta không thể biết được nguồn gốc từ đâu. Chiếc bánh xe cổ xưa nhất cùng với trục cơ học được tìm thấy ở gần Ljubljana, Slovenia, ước tính từ năm 3100 trước Công nguyên.

 

 

Chiếc bánh xe giúp vận chuyển hàng hóa nhanh hơn và hiệu quả hơn, đặc biệt khi dùng thêm ngựa kéo hoặc bò kéo. Dù sao thì, nếu chỉ sử dụng với mục đích vận chuyển thì nó đã không thế thay đổi thế giới như nó đã làm.

 

Ngoài công việc vận chuyển thì chiếc bánh xe còn có nhiều tác dụng khác. Hàng ngàn phát minh sử dụng bánh xe để hoạt động, từ bánh xe nước đến các cối xay gió, sử dụng bánh răng làm bộ truyền động, rất nhiều máy cổ xưa sử dụng hệ thống này. Các cánh tay đòn bẩy và ròng rọc cần bánh xe để chạy. Rất nhiều công nghệ hiện đại ngày nay vẫn phải phụ thuộc vào các bánh xe, như máy ly tâm sử dụng trong hóa học hay các hệ thống nghiên cứu Y học, động cơ điện, máy đốt, động cơ phản lực, năng lượng xanh và rất nhiều thứ khác.

 

 

Giống như những phát minh khác trong bài, người được coi là người phát minh ra máy in (Johann Gutenberg vào những năm 1430) cũng chỉ là cải tiến một công nghệ có sẵn và khiến nó trở nên hiệu quả hơn, phổ biến hơn. Thế giới lúc ấy đã có giấy và công nghệ in bằng các khối – người Trung Quốc đã phát minh ra chúng vào đầu thế kỉ 11 – nhưng sự phức tạp trong tiếng Trung đã làm nó trở nên kém phổ biến. Marco Polo đã đem ý tưởng đó về châu Âu năm 1295.

 

 

Gutenberg đã gộp ý tưởng từ cách in bằng khối với screw press (sử dụng dầu olive và rượu). Ông cũng phát triển cách in bằng khối kim loại giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị hơn là những khối gỗ khắc chữ trước đây. Sau cùng, ông thay đổi mực in và giấy in để giúp cái tiến chất lượng và tốc độ in giúp in số lượng lớn.

 

Máy in cho phép chúng ta có thể đưa một lượng lớn thông tin đến thế giới với chi phí thấp và hiệu quả.

 

Chiếc máy in là nền tảng của nhiều loại máy khác, tất nhiên, tinh xảo hơn chiếc bánh xe nhiều. Sự truyền bá kiến thức trong sách vở đã giúp những người khác có điều kiện tiếp cận các công nghệ mới và phát minh ra nhiều thứ hơn.

 

 

Tủ lạnh làm lạnh thức ăn bên trong bằng cách hấp thu nhiệt lượng từ thức ăn và thải ra ngoài. Thật khó để xem ai là người đầu tiên nghĩ ra ý tưởng về chiếc tủ lạnh, nó bắt đầu phổ biến trong khoảng 2 thế kỉ trước. Người ta tin rằng ban đầu đó là một sản phẩm không được công bố của Oliver Evans năm 1805 về một chiếc máy nén hơi nước, trong khi một vài quan điểm khác cho rằng thiết kế của Carl von Linde năm 1876 là sản phẩm tiên phong cho những chiếc tủ lạnh hiện đại đang ở trong nhà các bạn hiện nay. Hàng tá nhà sáng chế khác, bao gồm cả Albert Einstein, đã cải tiến chiếc tủ lạnh qua các thập kỷ.

 

 

Vào đầu thế kỉ 20, việc lấy băng tự nhiên để làm lạnh vẫn còn phổ biến, nhưng những ngành công nghiệp lớn như ngành sản xuất bia đã bắt đầu sử dụng các loại máy làm lạnh. Lấy băng tự nhiên để làm lạnh trở nên hiếm gặp hơn vào Thế Chiến thứ nhất. Nhưng cũng phải đến những năm 1920, cùng với sự phát triển của các hóa chất làm lạnh an toàn với môi trường, tủ lạnh mới dần dần trở nên phổ biến với các gia đình phổ thông.

 

Khả năng giữ thức ăn lạnh trong một thời gian dài (ngay cả trong quá trình vận chuyển – các ô tô đông lạnh đã được phát triển) thay đổi mạnh mẽ ngành công nghiệp thực phẩm và thói quen ăn uống của người dân quanh thế giới. Ngày nay, chúng ta có thể dễ dàng dự trữ những miếng thịt ngon lành hay những thức ăn cho một tuần ngay trong những tháng hè nóng nực, và chúng ta không còn phải mất công sức khai thác băng tự nhiên để làm lạnh nữa – nhất là trong nhịp độ phát triển dân số như vũ bão hiện nay.

 

 

Có thể là hơi gian lận khi gộp máy điện báo, điện thoại, radio và ti vi vào làm “một phát minh”, nhưng sự phát triển của công nghệ truyền thông là liên tục thay đổi kể từ khi Samuel Morse sáng chế ra máy điện báo năm 1836 (và tất nhiên, cũng là dựa vào những sáng chế khác). Chiếc điện thoại đơn thuần dựa trên ý tưởng cho phép tín hiệu âm thanh được truyền qua những sợi dây đồng, không chỉ là những tiếng beep như máy điện tín sử dụng mã Morse. Hệ thống này hoạt động liên tục giữa 2 địa điểm, sử dụng hạ tầng cơ sở là hệ thống dây dẫn để hoạt động.

 

 

Việc truyền tín hiệu không dây sử dụng sóng điện từ được rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu và phát triển, đặc biệt Guglielmo Marconi và Nikola Tesla đã phổ biến chúng rộng rãi vào đầu thế kỉ 20. Và cuối cùng, âm thanh và hình ảnh có thể truyền không cần dây dẫn, với chất lượng giữ nguyên. Radio và ti vi được coi là những bước ngoặt lớn trong lịch sử truyền thông, nhờ chúng mà người ta có thể truyền tải thông tin đến hàng nghìn hay thậm chí hàng triệu người khác.

 

Phát triển công nghệ truyền thông đã giúp thu hẹp thế giới lại. Trong vòng 120 năm, từ việc chúng ta phải mất hàng tuần để có thể biết được những thông tin từ phía bên kia trái đất, đến nay chúng ta còn có thể theo dõi trực tiếp cái gì đang diễn ra ở đó. Công nghệ truyền thông giúp chúng ta nắm bắt thông tin tốt hơn, và còn cho phép chúng ta tương tác với những người dùng khác.

 

 

Trước thời máy hơi nước, hầu như tất cả các sản phẩm được làm ra bằng tay. Bánh xe nước và súc vật kéo chỉ là năng lượng giúp máy hoạt động, và nó có những giới hạn nhất định. Cuộc cách mạng công nghiệp, được hy vọng sẽ mang lại sự thay đổi lớn cho nền văn minh nhân loại, đã đem lại cho chúng ta niềm hy vọng mới – 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.

 

 

Trong khi máy hơi nước thúc đẩy nền công nghiệp, chiếc ô tô lại thúc đẩy con người. Ý tưởng về một chiếc xe cá nhân đã xuất hiện từ lâu, và chiếc Motorwagen (tiếng Đức – nghĩa là ô tô) do Karl Benz năm 1885 sáng chế, sử dụng động cơ đốt trong, được công nhận là chiếc ô tô đầu tiên trong lịch sử. Henry Ford đã cải tiến thiết kế đó, đưa nó ra thị trường, khiến hầu hết người Mỹ đều muốn có một chiếc. Châu Âu cũng đã đuổi theo ngay sau đó.

 

 

Ô tô có nhiều ảnh hưởng tích cực tới thương mại, xã hội và văn hóa. Chúng ta giờ đã có thể bước lên ô tô và đi khắp mọi nơi chúng ta muốn, có thể là đi shopping hay đi thăm bạn bè. Thành phố được mở rộng hơn, các con đường cao tốc được xây dựng giúp việc di chuyển thêm hiệu quả. Các bãi để xe được xây dựng, mang lại một phần ngân sách cho nhà nước... Nền công nghiệp ô tô chiếm phần quan trọng trong nền kinh tế thế giới, nhưng nó cũng gây ra sự ô nhiễm trầm trọng.

 

 

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.

 

 

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.