أهم الاختراعات العلمية

نظرة عامة لمفهوم الاختراعات

يُمكن تعريف الاختراع بأنّه العمليّة التي يتمّ فيها استخدام كافّة الأفكار والاستنتاجات والمواد المتاحة بطريقة معيّنة لإنتاج شيء لم يوجد مثله من قبل، والاختراع أمر موجود في البشريّة منذ الأزل، حيث يُعتبر الدماغ مركز اختراعٍ طبيعيٍّ للكثير من الأفكار الواردة إليه عبر الحواس، إذ إنّه يُنظّم الأفكار ويُعالجها لخلق ردّ فعل ينتج عنه اختراع ما، ويتمّ تحديث هذه الأفكار بشكل مُستمر تبعاً لأيّ مُتغيّرات جديدة في العالم الخارجي المُحيط.^[١]

أهم الاختراعات العلمية في التاريخ

سعى الإنسان مُنذ الأزل لاختراع الأدوات وتسخير ما حوله لصالحه للاستفادة من العالم المادي المُحيط به، ويُعتبر التطبيق قلب أيّة تجربةٍ بشريّة، إذ يعجّ التاريخ بلائحة طويلة من الاختراعات المُختلفة،^[٢] والتي يُمكن تلخيص بعض منها على النحو الآتي:^[٣]

• العجلات: ساعد اختراع العجلات قديماً منذ حوالي 3500 عام قبل الميلاد على تسهيل نقل الأشياء من مكانٍ إلى آخر في مختلف بقاع الأرض، ثمّ كان اختراع محور يربط بين عجلتين من التحديات الصعبة في ذلك الوقت، ثمّ تلا ذلك عقبة تثبيت المحاور والعجلات بشكل مُتناسق، حيث كان اختراعها بمثابة حلٍّ مثاليّ لا سيّما للمسافرين لمسافات طويلة، إلى جانب تسهيل نقل البضائع من الأسواق وإليها، وتتواجد العجلات في الوقت الحالي في عدد كبير من الآليات من ضمنها المحرّكات والمركبات.^[٤]
• المسامير: يعود اختراع المسامير إلى ما يتجاوز 2000 عام، وبالتحديد في فترة الحضارة الرومانيّة القديمة، إذ إنّ صناعة المسامير ظهرت بعد تطوير البشر لعمليّة صبّ الحديد وتشكيله، حيث استُخدمت قبل ذلك الهياكل الخشبيّة المُتشابكة في عمليّة البناء والتي عُرفت بصعوبتها آنذاك، وكانت بداية صنع المسامير يدوياً عن طريق تسخين قضيب حديدي ثمّ طرقه من أربع جهات لتشكيل رأس مُدبّب له، إلى حين مطلع القرن التاسع عشر الميلادي، حيث ظهرت مصانع خاصة بصنع المسامير الحديدية، ثم تطوّرت صناعة المسامير حتّى تمّ التخلّي عن المسامير الحديديّة واستبدالها بأخرى فولاذيّة، وبحلول عام 1913م كانت المسامير الفولاذية هي الأكثر انتشاراً في الولايات المتحدة بنسبة 90%.^[٤]
• البوصلة: يعود اختراع البوصلة للصينيين في الفترة الزمنيّة الواقعة بين القرن التاسع والقرن الحادي عشر ميلادي، حيث تمّ صُنعها آنذاك من أحد أنواع الخامات الحديديّة الممغنطة، وقد وصلت هذه التقنية للأوروبيين والعرب عبر الرحلات البحريّة التي أصبحت أسهل بفضل هذا الاختراع، حيث مكّنت البوصلة البحّارة من التنقّل في البحر بكلّ أمان وسهولة، ممّا سهّل من حركة التجارة حول العالم.^[٤]
• الخرسانة القديمة: يرجع اختراع الخرسانة القديمة لروما القديمة، فقد استخدمها الرومان في تشييد مبانيهم ومُدرّجاتهم التي لا تزال الكثير منها صامدةً حتّى الآن، وقد كانت الخرسانة تُصنع عن طريق مزج خليط من الألمونيوم والسليكات مع هيدروكسيد الكالسيوم في درجة حرارة الغرفة مع إضافة الماء، فينتج عن التفاعل مادّة قويّة ذات خصائص اسمنتيّة يتمّ استخدامها في البناء.
• الورق: يعود الفضل في اختراع الورق للصينيين، حيث يعود اختراعها لعام 100 قبل الميلاد، وتكمن أهميّة هذا الاختراع في إتاحته فرصة تدوين الأفكار والمعلومات والمعارف؛ لحفظها ومُشاركتها مع الآخرين.^[٢]
• الساعة: تُعتبر الساعة الوسيلة المستخدمة لتتبع الوقت، حيث استُخدمت الساعة الشمسيّة بما يعود لحوالي 6 آلاف سنةٍ مضت، واستخدم كلّ من الصينيين والمصريّين الساعات المائيّة في تتبّع الوقت، ثمّ تمّ تطوير الساعات على مرّ الزمان حتّى توصّل عالم الفلك والرياضي الصيني يي شينغ لاختراع الساعة الميكانيكيّة بحلول عام 725م.
• المطبعة: كان اختراع العالم الألماني يوهان غوتنبرغ للمطبعة في عام 1450م بمثابة نقطة محوريّة ارتكز عليها بناء الحضارة الحديثة، حيث ساعدت على إنتاج كميات كبيرة من الصحف وغيرها من أشكال الإعلانات وجعلها في متناول الجميع بأسعار مناسبة، ممّا ساعد كافّة طبقات المجتمع على معرفة ما يدور حول العالم من أحداث ومُجريات.
• المحرّك البخاري: تمّ اختراع المحرّك البخاري عام 1712م من قِبل توماس نيوكمان، وكان له دور بارز في انطلاق الثورة الصناعيّة، نظراً لكونه يدعم مختلف الصناعات والقاطرات.
• اللقاحات: يُعتبر اختراع اللقاحات من أهم الاختراعات على وجه الأرض نظراً لمساهمتها بشكل كبير في منع انتشار الأوبئة الفتّاكة، على غرار الجدري الذي أسفر عن وفاة 500 مليون شخص إلى أن اخترع العالم إدوارد جينر لقاح الجدري عام 1796م وأنقذ ملايين الأرواح حول العالم، فبدأت بعد ذلك سلسلة اكتشاف العديد من اللقاحات للأمراض المختلفة.
• البطارية الكهربائية: اختُرعت البطارية الكهربائية على يد العالم الإيطالي أليساندرو فولتا عام 1800م، إذ إنّه اخترع أول بطاريّة في العالم تتكوّن من أقراص متناوبة من الزنك والفضة تُصدر شرارات كهربائيّة من شأنها تشغيل عدد كبير من الأجهزة.
• محرّك الاحتراق الداخلي: والذي تمّ اختراعه من قِبل المهندس البلجيكي إتيان لنوار في القرن التاسع عشر الميلادي، ثمّ طوّره العالم الألماني نيكولاس أوتو، ويتلخّص عمل محرّك الاحتراق الداخلي في تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ميكانيكية، إذ يتمّ استخدامه في الطائرات والسيارات الحديثة.^[٢]
• الثلاجة: ساعد اختراع الثلاجة في عام 1834م على تخزين الأطعمة والمنتجات الغذائيّة المعرّضة للتلف وحفظها لمدّة أطول، إذ إنّ اختراعها كان بناءً على نظريّة خاصة بالعالم أوليفر إيفانز، ثمّ تمّ إجراء أولى تجارب دورات تبريد ضغط البخار والتي قدّمها العالم جاكوب بيركنز وتمّ حينها بناء أول آلة للتبريد خاصة به.
• الهاتف: يُعتبر الهاتف أهم اختراع أحدث ثورةً في عالم الأعمال والاتصالات، وقد حصل العالم ألكسندر غراهام بيل في عام 1876م على براءة اختراعه، حيث وصف اختراعه بأنّه آلة كلام كهربائيّة، وعند وفاته في عام 1922م، تمّ إيقاف خدمة الهواتف في أمريكا لمدّة دقيقة كاملة تكريماً له.^[٤]
• المصباح الكهربائي: يعود الفضل في اختراع المصباح الكهربائي إلى توماس أديسون، وذلك في عام 1879م، إذ ساعد هذا الاختراع على تسهيل الحركة وممارسة الأعمال والأنشطة في الليل وعدم اقتصار ذلك نهاراً.^[٤]
• البنسلين: لاحظ العالم الاسكتلندي في عام 1928 ميلادي أنّ عينةً تحتوي على البكتيريا في مختبره ملوّثة بالعفن، ولاحظ أيضاً أنّه في كافة المناطق التي تواجد فيها العفن كانت البكتيريا ميّتة، وأنّ العفن قد تحوّل إلى فطر البنسيليوم، وخلال العقدين التاليين تمّ تطوير عقار البنسلين القاتل للبكتيريا واستخدامه على مرّ الزمان في محاربة الالتهابات البكتيريّة دون التسبّب بأيّة خطورة على جسم الإنسان.^[٤]
• السيارة: شكّلت السيارات نقطة تحوّل كبيرة في الطريقة التي يتنقّل بها الأشخاص من مكان لآخر، كما أنّ اختراعها غيّر مفهوم تصميم المدن، وقد تمّ اختراع السيارة في نهاية القرن التاسع عشر من قِبل مجموعة من الأشخاص، وأُعطيت الفرصة للألماني كارل بنز لإنشاء أول سيارة عمليّة في عام 1885م تُعتبر الأولى من نوعها في العالم.^[٢]
• الطائرة: يعود الفضل في اختراع الطائرة للأخوين رايت، وذلك حين قدّما عرضاً عام 1903م باستخدام الطائرة التي كانا قد اخترعاها، والتي تمّ تطويرها على مدار السنين حتّى تمّ التوصّل للطائرات على ما هي عليه في الوقت الحالي، إذ إنّ اختراعها ساهم في التنقّل وقطع مسافات طويلة بغضون ساعات قليلة.
• الانشطار النووي: أيّ عمليّة تقسيم الذرات لتحرير طاقة هائلة جداً، والتي يرجع الفضل في اختراعها للعالمين الألمانيين أوتو هان وفريتز ستراسمان بمساعدة من العالمة النمساوية ليز مايتنر والعالم النمساوي أوتو فريش، إذ إنّ هذا الاختراع كان حصيلة تجارب واكتشافات لمجموعة من العلماء الحائزين على جائزة نوبل.^[٢]
• الصواريخ: يعود اختراع الصواريخ للصينيين القدامى وخاصّة الإصدارات المبكرة منها، أمّا الصواريخ الحديثة الموجودة في الوقت الحالي فهي حصيلة خبرات ومساهمات عدّة علماء، وقد سهّلت الصواريخ على الإنسان استكشاف الفضاء إلى جانب رفع الكفاءات العسكريّة.^[٢]
• الترانزستور: تمّ اختراع الترانزستور عام 1947م، وهو أداة تُستخدم لتضخيم الإشارات الكهربائيّة، وتمّ استخدامه أولاً في صناعة الهواتف، ثمّ تمّ تطويره فيما بعد واستُخدم في صناعة وحدات المعالجة المركزية وعدّة أجهزة إلكترونيّة.
• الإنترنت: مكّن اختراع الإنترنت وشبكة الويب العالمية مليارات الأشخاص حول العالم والحاملين لأجهزة كمبيوتر من الوصول لأيّة معلومةٍ، بالإضافة إلى احتوائه على منصات اتصال ذات وصول غير محدود أيضاً.^[٥]

أهم الاختراعات العلمية في العصر الحالي

يعجّ التاريخ بعدد كبير من الاختراعات العلميّة التي ساهمت بتغيّر الحياة على نحوٍ أفضل، وفيما يأتي ذكر لأهم الابتكارات التي ظهرت آخر 30 عاماً مرتّبةً من الأكثر نحو الأقل أهميّةً حسب استطلاع رأي أُجري في الولايات المتحدة عام 2009م:^[٦]

• شبكة الإنترنت.
• أجهزة الكمبيوتر المكتبيّة والمحمولة.
• الهواتف المحمولة.
• البريد الإلكتروني.
• اختبارات الحمض النووي.
• التصوير بالرنين المغناطيسي.
• المعالِجات الدقيقة.
• الألياف البصريّة.
• برمجيات (Office) المتمثّلة بمعالج النصوص وجداول البيانات.
• جراحات الليزر المعتمدة على المنظار.
• البرمجيات والمواقع ذات المصادر المفتوحة.
• الدايودات.
• شاشات (LCD).
• أنظمة الملاحة (GPS).
• التجارة الإلكترونيّة والتسوّق عبر شبكة الإنترنت.
• ضغط الملفات، وخاصّة ملفات الوسائط بامتداد (jpeg، mpeg، mp3).
• عمليات التمويل الصُغرى.
• أنظمة استغلال طاقة الشمس الضوئيّة.
• مُحرّكات استغلال طاقة الرياح.
• منصات التواصل الاجتماعي على شبكة الإنترنت.
• واجهة المستخدم الرسومية (GUI).
• التصوير الرقمي وتصوير الفيديو.
• التطبيقات.
• النباتات المعدلة جينيّاً.
• الوقود الحيوي.
• أجهزة الصرّاف الآلي.
• ذاكرة (SRAM).
• استخدام الأدوية المضادة للفيروسات الرجعية في علاج مرض الإيدز.

أهم المخترعين وأعمالهم

يوجد عدد هائل من العلماء والمخترعين الذين قدّموا للعالم عدّة اختراعات ساهمت في تحسين الحياة وتطويرها وجعل العالم مكاناً أفضل للعيش فيه، حيث يُمكن ذكر بعض أبرز المخترعين وأعمالهم على النحو الآتي:^[٧]

• أرخميدس: عالم الرياضيات الأشهر في العصور القديمة، قدّم عدّة اكتشافات مميّزة في مجالي الرياضيات والفيزياء، ويُعتبر اختراعه للطنبور والذي سُمّي بطنبور أرخميدس من أبرز الاختراعات العلميّة التي كان لها أثر بارز في العالم؛ وذلك لاستخدامه في رفع المواد من مستوى منخفض لمستوى أعلى، إذ عُثر على كتابات وآثار قديمة تُشير إلى استخدامه قديماً لنقل الماء وريّ حدائق بابل المُعلّقة.
• روبرت هوك: اخترع روبرت هوك نابض التوازن المُستخدم في ضبط الوقت في ساعات الجيب، كما اخترع الآلة التي تسنّ التروس الموجودة في الساعات بتفاصيل دقيقة، حيث إنّ اختراعاته ساهمت في تطوير آلات أخرى.
• بنجامين فرانكلين: تندرج في لائحة اختراعاته عدّة اختراعات منها؛ النظارات ثنائية البؤرة، وموقد فرانكلين، ومانعة الصواعق.
• أليساندرو فولتا: يُعتبر اختراعه للبطاريّة الكهربائيّة من أبرز الاختراعات العلميّة في العالم، حيث يرجع هذا لكونه أول عالم استطاع عزل غاز الميثان، واكتشافه إمكانيّة انفجاره نتيجةً لتماسّه مع شرارة كهربائيّة، ويُعتبر هذا الأساس الذي ارتكز عليه في اختراع مُحرّك الاحتراق الداخلي.
• لويس باستور: يرتبط اسم العالم لويس باستور بعمليّة البسترة التي حصل على براءة اختراعها في عام 1862م، إذ تتلخّص هذه العمليّة بتسخين المنتجات كالحليب لفترة قصيرة في درجات حرارة تتراوح بين 60-100 درجة مئويّة، ممّا يؤدّي إلى قتل أيّ كائنات حيّة تُتلف المنتجات.
• لورد كلفن: عمل لورد كلفن كأستاذٍ للفيزياء، حيث يُعرف أيضاً باسم وليام طومسون، وعُرف بتدوينه لأول قوانين في الديناميكا الحرارية، كما توصّل أيضاً لنتيجة صفر مُطلق لدرجة الحرارة والتي تُساوي −273.15 درجة مئوية، وتمّ إنشاء مقياس كلفن للحرارة وسُمّي بذلك نسبةً إليه، كما اخترع أيضاً عدّة مُعدّات ساعدته على إرسال إشارات التلغراف تحت سطح البحر عن طريق استخدام الكوابل.
• ويليام كروكس: عمل ويليام كروكس ككيميائي وفيزيائي في ذات الوقت، وفي عام 1875م اخترع أنبوب كروكس الذي سُمّي نسبةً له، وتتلخّص وظيفة الأنبوب بتفريغ الكهرباء وبالتالي توليد الأشعة المهبطية المؤلّفة من عدّة تيارات من الإلكترونات.
• فيلهلم رونتغن: عمل العالم فيلهلم رونتجن كأستاذ للفيزياء في جامعة فورتسبورغ، وفي أثناء ذلك اكتشف الأشعّة السينيّة وحصل على جائزة نوبل في عام 1901م إثر اكتشافه لها، وبعد اكتشافه للأشعة السينيّة بحوالي أسبوعين استطاع اخترع التصوير بالأشعة السينيّة، إذ كانت أول صورة تمّ التقاطها بالأشعة السينيّة لعظام يد زوجته، وسرعان اكتشاف الجامعة لدور الأشعة السينيّة في تشخيص إصابات العظام قامت بمنحه درجة فخريّة في مجال الطب.
• بيار كوري: عالم فيزياء حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافه النشاط الإشعاعي، حيث تشارك الجائزة مع زوجته ماري موري وصديقه هنري بيكريل، وقد ارتكز عملهم على مقياس كهرباء الكوارتز الكهروإجهادي الخاص باكتشاف وجود الشحنة الكهربائيّة وقياسها والذي اخترعه بيار كوري وأخوه جاك سابقاً.
• هنري موزلي: اخترع هنري موزلي البطاريّة الذريّة التي تمتاز بعمرها الطويل بالمقارنة مع البطاريات العاديّة، ويتمّ استخدامها عادةً في الأجهزة التي تستدعي أن يكون عمر البطاريّة طويلاً، مثل: المركبات الفضائيّة والأجهزة المُستخدمة في تنظيم ضربات القلب.
• لويس ألفاريز: حصل العالم لويس ألفاريز على جائزة نوبل في الفيزياء بسبب عمله في مجال فيزياء الجُسيمات، بالإضافة لاختراعه هوائي لالتقاط وإرسال الترددات القصيرة والذي تمّ استخدامه كرادار للحفاظ على سلامة الطائرات في الأحوال الجويّة السيّئة، وذلك عبر إرسال إشارات دقيقة للأرض حول معلومات تتعلّق بالطائرات، وبالتالي تسهيل هبوطها بيُسر وأمان.

وللتعرف على أهم الاكتشافات العلمية الحديثة يمكنك قراءة المقال أهم الاكتشافات العلمية الحديثة

المراجع

1. ↑ James Burke, "Invention"، www.britannica.com, Retrieved 10-6-2020. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} PAUL RATNER (30-10-2016), "Top 20 greatest inventions of all time"، bigthink.com, Retrieved 10-6-2020. Edited.
3. ↑ Kashyap Vyas (31-3-2018), "19 Great Inventions That Revolutionized History"، interestingengineering.com, Retrieved 11-6-2020. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} Natalie Wolchover (3-3-2016), "Top 10 Inventions That Changed the World"، www.livescience.com, Retrieved 11-6-2020. Edited.
5. ↑ THOMAS TRIUMPH, "THE 20 GREATEST INVENTIONS OF ALL TIME"، www.bizcatalyst360.com, Retrieved 13-6-2020. Edited.
6. ↑ "A World Transformed: What Are the Top 30 Innovations of the Last 30 Years?", knowledge.wharton.upenn.edu,18-2-2009، Retrieved 13-6-2020. Edited.
7. ↑ "12 scientists and their brilliant inventions", www.famousscientists.org, Retrieved 14-6-2020. Edited.