발명가의 이야기

1. 수증기의 계몽

와트는 그리녹이라는 작은 마을에 살았습니다. 한때 와트는 난로 위에 놓여 있는 끓는 물 냄비를 보고 깜짝 놀랐습니다. 물이 끓고, 냄비 뚜껑이 톡톡 튀어오르네요. 모든 가정에서 요리를 위해 불을 피우고 물을 끓입니다. 누가 이런 흔한 일에 관심을 기울였습니까? 와트는 그것을 오랫동안 관찰했지만 이유를 알 수 없어 할머니에게 "왜 냄비 뚜껑이 튀어오르나요?"라고 물었습니다.

할머니는 "언제 언제 튀어오르나요?"라고 대답했습니다. 물이 끓고, 냄비 뚜껑이 펄쩍 뛰었다. "와트는 만족하지 못하고 다시 물었습니다. "뚜껑을 열면 왜 물이 튀어오르나요? 뭔가가 밀고 있는 걸까요?" 어쩌면 그의 할머니가 너무 바빠서 대답할 수 없었을지도 모릅니다. "모르겠어요. 어렸을 때 이런 질문을 하는 게 무슨 소용이 있나요?"

Watt는 할머니에게서 답을 찾지 못했지만 낙담하지 않았습니다. 며칠 동안 요리가 끝날 때마다 그는 난로 옆에 쪼그리고 앉아 주의 깊게 지켜보곤 했습니다. 처음에는 냄비 뚜껑이 매우 안정적이었습니다. 잠시 후 물이 끓기 시작하고 "삐걱" 소리가 들렸습니다.

갑자기 냄비 안의 김이 나오더니 냄비 뚜껑이 펄쩍 뛰었다. 김이 계속 오르고, 냄비 뚜껑도 계속 두들겨댔다. 마치 마술사가 숨어서 재주를 부리는 듯했다. 와트는 너무 기뻐서 비명을 지를 뻔했다. 냄비 뚜껑을 열었다 닫았다가 다시 열어 확인을 거듭했다. 김이 터지는 곳도 컵과 숟가락으로 덮어주었다.

와트는 주전자 뚜껑을 밀어낸 것이 수증기라는 사실을 마침내 알아냈다. 이 수증기의 힘은 정말 꽤 크다. 그는 또한 냄비 속의 증기가 냄비 뚜껑을 밀 수 있다고 생각했습니다. 큰 냄비를 사용하여 물을 끓여서 더 많은 증기를 생성하면 더 무거운 것을 밀 수 있지 않을까요?

나중에 와트는 성장했지만 어렸을 때 고민했던 질문을 결코 잊지 않았습니다. 이후 많은 실험과 다른 사람들의 경험을 통해 그는 마침내 증기기관을 발명했습니다. 예, 당신이 맞다고 생각했습니다. 그는 유명한 영국 과학자 James Watt입니다.

2. 폭풍 속 풍력을 연구하고 계산하는 것

시간은 사람을 동등하게 대하고 사람에게 같은 양을 주지만 사람은 시간을 다르게 사용하고 얻는 지식도 다릅니다. 뉴턴이 열여섯 살이었을 때, 그의 수학적 지식은 매우 피상적이었고 심지어 고급 수학적 지식을 이해하지 못했다고 할 수도 있었습니다. "지식은 축적에 있고, 지혜는 배움에서 나온다."

뉴턴은 자신의 노력을 통해 수학의 정점에 도달하겠다는 결심을 했습니다. 기초가 열악한 불리한 조건 속에서도 뉴턴은 자신을 올바르게 이해하고 어려움 속에서도 전진할 수 있었다. 기본지식과 기본공식부터 다시 시작해 차근차근 발전해 나갔습니다. 그는 유클리드 기하학을 공부한 후 데카르트 기하학을 공부했는데, 이에 비해 그는 유클리드 기하학이 피상적이라고 느꼈기 때문에 데카르트 기하학을 기본을 터득하고 철저하게 이해할 때까지 주의 깊게 연구했습니다. 그런 다음 그는 대수적 이항 정리를 발명했습니다.

뉴턴의 전설적인 이야기 '큰 폭풍 속에서 바람의 힘을 계산하다'는 뉴턴의 신체 역학을 보여주는 증거가 될 수 있습니다. 그러던 어느 날, 큰 폭풍이 몰아쳤습니다. 들판에는 바람이 휘몰아치고, 먼지가 날리고, 눈을 뜰 수 없을 만큼 혼란스럽습니다. 뉴턴은 이것을 풍력을 정확하게 연구하고 계산할 수 있는 기회로 보았습니다.

그래서 그는 도구를 들고 폭풍우 속에서 혼자 이리저리 뛰어다녔다. 그는 비틀거리며 어렵게 측정했습니다. 몇 번이나 먼지가 그의 눈을 멀게 했고, 몇 번이나 바람이 계산서를 날려버리고, 몇 번이나 바람에 일을 중단했지만 그래도 지식에 대한 그의 열망은 흔들리지 않았습니다. 그는 그것을 계속해서 반복했고 마침내 정확한 데이터를 얻었습니다.

너무 기뻐서 서둘러 집으로 돌아가 연구를 계속했다. 뜻이 있는 곳에 길이 있습니다. 부지런한 연구를 통해 뉴턴은 자신의 과학적 탑을 위한 탄탄한 기초를 마련했습니다. 곧 뉴턴의 수학탑이 세워졌고, 22세에 미적분학이 발명되었고, 23세에 적분학이 발명되었는데, 이는 인류를 위한 과학적 사업이었습니다.

3. 에디슨은 전등을 발명했습니다.

영국 과학자 데이비드와 패러데이는 아크 램프라고 불리는 전등을 발명했습니다. 이런 종류의 전등은 탄소봉을 필라멘트로 사용합니다. 밝은 빛을 낼 수는 있지만 빛이 눈부시고, 전력 소모가 많고, 수명이 짧아 실용성이 매우 떨어진다. 그래서 에디슨은 "아크 램프는 실용적이지 않다. 수천 가구가 사용할 수 있는 부드러운 빛을 지닌 전기 램프를 발명해야 한다"고 비밀리에 결심했다.

”

그의 실험은 필라멘트의 재료에서 시작되었습니다. 전통적인 탄소 스트립을 필라멘트로 사용하면 필라멘트로 루테늄, 크롬과 같은 금속을 사용하여 전기를 켜는 순간 필라멘트가 끊어집니다. 전기를 켜면 필라멘트가 잠시 불이 붙을 것입니다. 백금 필라멘트를 사용한 효과는 만족스럽지 못했습니다. 이런 식으로 에디슨은 1,600개 이상의 재료를 시도했지만 계속해서 실패했다고 생각했습니다. 전등의 미래는 암울했다.>영국의 일부 유명 전문가들은 에디슨의 연구가 '무의미하다'고 조롱하기도 했다. "에디슨은 실패와 모두의 냉소에 직면했지만, 에디슨은 물러서지 않았습니다. 그는 실패가 성공의 어머니이며, 모든 실패는 성공에 한 걸음 더 다가가는 것을 의미한다는 것을 이해했습니다.

1879년 10월, 우연히 에디슨의 노년 친구 맥켄지가 그를 찾아왔습니다. 에디슨은 말을 할 때 흔들리는 맥켄지의 긴 수염을 보고 갑자기 그의 눈이 빛나며 말했습니다. "수염, 선생님, 수염을 사용하고 싶습니다." "맥켄지는 수염을 잘라서 에디슨에게 주었어요. 에디슨은 자신있게 두꺼운 수염 몇 개를 골라서 탄화시켜 전구에 꽂았어요.

안타깝게도 테스트 결과도 달랐어요. 이상적이진 않았어요." 내 머리에 시도해 보세요. 아마도 효과가 있을 것입니다. "맥켄지가 말했습니다. 이 문장은 에디슨에게 깊은 감동을 주었지만, 그는 머리카락과 수염이 같은 속성을 가지고 있다는 것을 이해했기 때문에 노인의 의견을 받아들이지 않았습니다. 에디슨은 걸어가서 친절한 노인을 배웅할 준비를 했습니다.

그는 무의식적으로 노인이 입고 있던 솜 코트를 펴는 것을 도왔다. 갑자기 그는 “솜사, 면사를 써 보는 게 어때?”라고 외쳤다. 맥켄지는 주저 없이 코트를 풀고 솜 한 장을 떼어냈다. 에디슨은 면실을 U자 모양의 밀봉된 도가니에 넣고 핀셋을 사용하여 탄화된 면실을 전구에 고정시켰습니다. 핀셋을 잡은 손이 살짝 떨려서 면실이 끼었다. 마침내 에디슨은 많은 노력 끝에 탄화된 면실을 전구에 넣었고, 밤이 깊어지자 에디슨의 조수가 전구에서 공기를 빼내고 배치했다. 모두가 조용히 결과를 기다리고 있었습니다. 전원을 켜자 전구가 금빛으로 빛나며 연구실 전체를 환하게 밝혔습니다. 13개월 동안의 노력 끝에 6,000가지가 넘는 재료를 시험하고, 7,000번이 넘는 테스트를 거쳐 마침내 돌파구를 찾았습니다. 그런데 그 빛은 언제까지 계속 켜져 있을까요? 1879년 10월 21일, 인류 최초의 실용적인 램프. 에디슨은 사용 가능한 전등의 탄생을 기념하는 날로 지정되었습니다. 그럼에도 불구하고 에디슨은 성공의 기쁨에 만족하지 않고 자신에게 더 높은 요구 사항을 제시했습니다. 45시간은 아직 너무 짧다. 수명을 수백, 수천 시간으로 늘려야 한다."

어느 날 날씨가 무더웠는데, 테이블 위의 대나무 부채를 부채질했다. 문제를 생각하면서 '아마도 Qianpeng 대나무 실크는 탄화 후에 더 좋을 것입니다. "에디슨은 단순히 자신이 본 모든 것을 시험해 보고 싶었습니다. 테스트 결과 대나무 실크를 필라멘트로 사용하는 것이 매우 효과적인 것으로 나타났습니다. 필라멘트는 내구성이 있었고 전구는 1,200시간 동안 지속될 수 있었습니다. 추가 테스트 후 에디슨은 탄화된 일본 대나무를 사용한다는 사실을 발견했습니다. 실크가 필라멘트로서 가장 잘 작동했기 때문에 그는 연구원들이 더 많은 작업 시간을 가질 수 있도록 "Janet" 연구선에 첫 번째 전구 배치를 설치하기 시작했습니다.

4. 아인슈타인

우리 모두가 알고 있듯이 아인슈타인은 '상대성 이론'의 창시자이지만 이것이 사실인지는 모르실 수도 있습니다. 위대한 이론 과학자도 이를 발명했습니다. 독특한 "친환경" 냉장고

아인슈타인이 이 발명을 제안한 지 거의 80년이 지난 오늘날, 몇몇 독일 물리학자들은 그의 설계를 바탕으로 알코올로 작동하는 냉장고를 개발하고 있습니다. 냉장고는 또한 아인슈타인이 이론적 연구에 능숙할 뿐만 아니라 실용주의를 추구하는 발명가이기도 함을 보여준다.

베를린 막스 폴랑크 대학의 요르겐 렌 총장은 “아인슈타인은 사업가 집안에서 태어났다. 그는 가족을 부양하려면 돈을 벌어야 한다는 것을 어릴 때부터 알고 있었다. 아인슈타인은 1905년 스위스 특허회사에서 일하던 중 상대성이론을 제안했다. 그러나 그가 이미 베를린에 거주하고 노벨상을 수상한 1926년이 되어서야 그는 "친환경" 냉장고를 발명하겠다는 아이디어를 내놓기 시작했습니다.

아인슈타인은 냉장고 엔진에서 누출된 이산화황으로 인해 독살된 베를린의 한 평범한 가정에 대한 신문 보도를 읽고 무독성 냉장고를 개발하기로 결정했다고 합니다. 그는 다른 물리학자인 레오 슬레이드(Leo Slade)와 함께 무해한 알코올을 원료로 사용하여 친환경적인 냉장고를 디자인했습니다.

아인슈타인도 자신의 발명품에 대해 기술 특허를 출원했지만, 첨단 기술의 급속한 발전으로 인해 그의 발명품은 결코 생산에 투입되지 않았고, 이후 알코올을 기반으로 한 유일한 프로토타입은 냉장고가 아니었다. 둘 중 하나를 유지합니다. 다행스럽게도 위에서 언급한 독일 과학자들은 아인슈타인의 발명이 완전히 역사가 되기를 원하지 않습니다. 적어도 그런 냉장고를 만드는 것은 이 위대한 사람을 기념하는 최고의 일이기도 합니다.

5. 스티븐슨

열차가 출현하기 전에는 사람의 이동과 육지 이동이 주로 인간과 다른 동물에 의해 이루어졌습니다. 그러나 인간과 다른 동물 모두 느린 속도, 날씨 변화에 취약하고 중간에 휴식을 취하고 음식을 보충해야 한다는 동일한 단점을 가지고 있습니다. 그렇다면 운송과 여행을 위해 인간과 다른 동물을 대체할 수 있는 기계를 만들 수 있을까요? '기차의 아버지'로 불리는 영국의 증기기관차 발명가 스티븐슨(Stephenson)은 이 아이디어를 현실로 만들었습니다.

1781년 6월 9일, 스티븐슨은 영국의 가난한 광부 가정에서 태어났습니다. 그의 아버지는 탄광에서 증기기관을 돌보는 화부였고, 그의 어머니는 평범한 주부였다. 8인 가족은 주로 아버지의 적은 수입에 의존하여 생계를 유지하고 있으며, 그들의 생활은 매우 어렵습니다. 스티븐슨은 학교에 갈 여유가 없었기 때문에 8살 때 소를 치러 나갔습니다.

스티븐슨은 다른 사람들을 위해 소를 치는 것 외에도 탄광에서 일하는 아버지에게 식사를 배달하는 일도 하고 있다. 아버지가 일하시는 보일러실에 올 때마다 그는 끊임없이 돌아가는 기계들의 모습에 매료되곤 했으며, 항상 보일러에서 타오르는 불을 바라보며 기계들이 웅웅거리는 소리를 듣곤 했습니다.

그는 이해하고 싶었습니다. 왜 자동으로 그렇게 큰 힘으로 회전할 수 있습니까? 그는 나중에 커서 아버지처럼 화부가 되어 거대한 증기 기관을 운전할 수 있다면 참 좋겠다고 생각했습니다! 그는 소를 몰고 다닐 때 종종 진흙을 사용하여 보일러, 실린더, 플라이휠과 같은 다양한 부품을 갖춘 상상의 증기 기관을 만들었습니다.

14세의 스티븐슨은 실제로 증기 기관에 석탄을 추가하고, 연료를 공급하고 기계 부품을 닦는 일을 담당하는 견습 스토커가 되었습니다. 그는 기계가 자신의 통제하에 빠르게 회전하는 것을 보고 매우 기뻤습니다. 그러나 오랜 시간이 지나자 그는 기계가 회전하는 것을 지켜보는 것만으로는 충분하지 않다는 것을 느꼈습니다. 그는 마음속으로 궁금해하기 시작했습니다. 이 기계는 어떻게 회전하는가? 내부 구조는 어떤가요?

어느 날, 모두가 퇴근하고 집에 돌아갔을 때 스티븐슨은 혼자 몰래 증기기관을 분해하고, 모든 부품을 주의 깊게 관찰했다. 하지만 분해는 쉽지만 조립은 어려웠습니다. 증기기관을 다시 설치하는 데는 오랜 시간이 걸렸습니다. 집으로 돌아오는 길에 그는 다음 날 증기기관이 시동을 걸지 못할까 늘 걱정했습니다.

다음날 시동을 걸면 증기기관이 평소보다 더 잘 돌아갈 줄 누가 알았겠는가. 이번에 성공적으로 분해 조립을 마친 후 그는 이제부터 종종 분해하고 다시 조립하고 다시 분해하고 증기 기관의 모든 부품을 만졌습니다. 관심은 최고의 선생님이다. 스티븐슨은 기계를 직접 만들고 싶어했습니다.

분해된 증기기관을 흉내내며 탄광 기술자에게 보여주기 위해 스케치를 그려보려고 했다.

그것을 본 엔지니어는 기쁜 마음으로 어깨를 두드리며 말했습니다. "좋아, 야망이 있는 소년아, 앞으로는 네가 더 많이 읽고, 더 많은 과학 지식을 습득하고, 증기 기관보다 더 나은 기계를 발명할 수 있기를 바란다!" 그러나 스티븐슨에게는 그런 능력이 없었습니다. 학교에 입학한 후에 고급 이론서를 어떻게 읽을 수 있나요?

문화 지식 없이는 17세 초등학생이 발명하고 창조하기란 어렵다. 그래서 17세의 스티븐슨은 처음으로 학교에 입학했고, 초등학교 1학년부터 시작하려고 했습니다. 스티븐슨은 매일 밤 7살, 8살 정도의 어린 아이들과 함께 교실에 앉아 있었습니다. 그는 양 사이의 낙타처럼, 닭 사이의 학처럼 눈에 띕니다.

"야야, 바보야!" "야야, 바보야!" 이런 비웃음은 교실 밖에서도 자주 나오거든요. 대학이 아닌 초등학교에 다니는 이 '대학생'을 보고 많은 초등학생들이 비웃었다.

그러나 스티븐슨은 수치심이나 조롱도 두려워하지 않고 오로지 공부에만 몰두했다. 스티븐슨은 가족을 부양하기 위해 더 많은 돈을 벌기 위해 낮에는 광산에서 일해야 했고, 쉬는 시간에는 다른 사람들을 위해 시계를 수리하고 신발을 닦아야 했습니다. 하지만 밤에는 스티븐슨이 항상 가장 먼저 교실에 들어와 주의 깊게 듣고 열심히 공부합니다. 방과 후, 모두가 잠들었을 때에도 그는 여전히 희미한 불빛 아래서 수업을 복습하고 숙제를 하고 있었습니다. 그의 근면과 노력 덕분에 그는 많은 과학 지식을 빠르게 습득했습니다.

1803년 스티븐슨은 탄광의 기계 수리공으로 승진했습니다. 1810년 어느 날, 광산에 있던 석탄 트럭이 갑자기 고장이 났습니다. 많은 기계공들이 무엇이 잘못되었는지 알아내지 못했습니다. Stephenson은 그것을 잠시 살펴본 다음 수석 엔지니어에게 말했습니다: "내가 해보겠습니다." 기계공은 "어린 소년"이 기계를 어떻게 고칠 수 있는지 생각하면서 그를 믿지 않았지만 Stephenson은 재빨리 그것을 알아냈습니다. 자동차가 수리되었습니다. 이 사실을 알게 된 탄광 관리자는 즉시 스티븐슨을 기계공으로 승진시켰습니다.

스티븐슨은 탄광에서 일할 때 석탄을 운반하는 사람들이 매일 광산에서 석탄을 조금씩 옮기는 것을 보았고 그 일이 매우 힘들었고 그는 좋은 아이디어를 떠올렸습니다. 많은 양의 석탄을 운반할 수 있고 매우 빠르게 이동할 수 있는 증기 기관차를 만드세요. 그래서 그는 그런 오토바이를 디자인하는 데 몰두했습니다.

1814년 스티븐슨은 "하프 부트(Half Boot)"라는 기관차를 만들었습니다. 그가 탄광에서 시험 운행을 위해 이 기관차를 운전했을 때, 많은 사람들은 기관차가 화물을 30톤만 견인할 수 있고, 시속 6~7km만 이동할 수 있다는 사실을 비웃었습니다. 차가 고장나면 지진만큼 큰 소리가 났다.

기차 소리가 너무 커서 소들이 겁을 먹고 감히 ​​풀을 먹지 못해서 우유가 나오지 않을 것이라는 소문을 사방에 퍼뜨리는 악의적인 사람들도 있습니다. 닭과 오리는 겁에 질려서 더 이상 알을 먹지 못할 것이며, 기차의 굴뚝에서 유독가스를 방출하여 새들을 죽일 것이고, 보일러가 폭발하면 화재가 발생할 것입니다. 결과는 상상할 수 없을 것이며 승객들은 손이 부러지고 뼈가 부러지는 고통을 겪게 될 것입니다.

원래 열차시험을 지지했던 일부 관계자들은 이런 소문을 듣고 강하게 반대하기 시작했고, 증기기관차를 교통수단으로 활용하는 것은 불가능하다고 확신했다. 기술적인 어려움과 이러한 소문으로 인한 압박에도 불구하고 스티븐슨은 낙담하지 않았고, 기차를 발명한 다른 사람들처럼 전진을 중단하지 않았습니다. 그는 자신이 발명한 기차가 인류에게 큰 도움이 될 것이라고 늘 믿었고, 용기를 내어 자신의 경험을 정리하며, 계속해서 기차를 연구하고 개선해 나가기로 결심했습니다.

1825년 9월 27일, 새벽이 되기 전, 영국 스톨린턴에 살던 많은 남녀노소가 잇달아 일어났다. 그들 중 일부는 도보로, 일부는 말을 타고 같은 장소로 달려갔습니다. 그들은 무엇을 하려고 했나요? 스티븐슨이 그곳에서 시운전 쇼를 열 예정이었던 것으로 밝혀졌습니다. 기관차가 천천히 출발하자 한 청년이 말을 타고 질주하며 스티븐슨의 기차와 경쟁하고 싶다고 외쳤다. 그리하여 기차와 말은 스릴 넘치는 경주를 시작했습니다.

처음에는 기차가 느리게 움직이고 말들이 격렬하게 달리고 있었다. 잠시 후 열차의 안전 밸브가 올라가고 송풍기가 윙윙거리며 연기 구름이 피어올랐고 속도는 점차 빨라졌고 곧 열차와 말이 보조를 맞추었습니다. 잠시 후 기차는 지치지 않고 앞으로 나아갔으나 말은 점점 지쳐갔다. 말은 뒤로 갈수록 더 무력해 보였고 기차에 의해 점점 더 멀리 던져졌습니다.

이 빠른 속도의 강철 드래곤은 90톤, 400명의 승객을 태울 수 있으며 최고 속도는 시속 24km입니다. 이것은 세계 최초의 열차 "Traveler"입니다.