Что меньше кванта: Что такое кванты — Квантуз

Содержание

5) квантовые волны / Хабр

1. Шар на пружине, ньютоновская версия
2. Квантовый шар на пружине
3. Волны, классический вид
4. Волны, классическое уравнение движения
5. Квантовые волны
6. Поля
7. Частицы – это кванты
8. Как частицы взаимодействуют с полями

Напоминание: квантовый шар на пружине

В первой статье серии мы изучали шар массы М на пружине жёсткости К, и нашли, что у его колебаний:

• Будет формула .
• Энергия .
• Уравнение движения

Где уравнение движения принуждает к ν = √ K/M / 2π, но позволяет амплитуде А быть любой положительной величины. Затем во второй статье мы увидели, что квантовая механика, применимо к колебаниям, ограничивает их амплитуду – она уже не может быть любой. Вместо этого она квантуется, она должна принимать одну из бесконечного количества дискретных величин.

Где n = 0, 1, 2, 3, или 44, или вообще любое целое больше или равное нулю. В частности, A может равняться , но меньше уже быть не может – только нулевой. Мы говорим, что n – это количество квантов колебаний движения шара. Энергия шара теперь тоже квантуется:

Самое важное тут то, что для добавления одного кванта колебаний шара требуется энергия величины hν – можно сказать, что каждый квант переносит энергию hν.

Квантовая волна

С волнами всё, по сути, так же. Для волны с частотой ν и длиной волны λ, колеблющейся с амплитудой А вокруг равновесного положения Z₀,

• Уравнение движения: .
• Энергия на одну длину волны: .

(где J_λ — константа, зависящая от, допустим, верёвки, если речь идёт о волнах на верёвке), нескольких возможных уравнениях движения, из которых мы для изучения выберем два:

И вновь квантовая механика ограничивает амплитуду А дискретными значениями. Так же, как для колебаний на пружине,

• Одна простая волна определённой частоты и длины состоит из n квантов,
• Разрешённые величины амплитуды А пропорциональны √n,
• Разрешённые величины энергии Е пропорциональны (n+1/2).

Точнее, как и для шара на пружине,

• Разрешённые значения энергии E = (n+1/2) h ν
• Каждый квант волны переносит энергию величины h ν

Формула для выражения А довольно сложна, поскольку нам нужно знать, насколько волна длительная, и точная формула будет слишком запутанной – так что давайте я просто напишу такую формулу, которая передаёт правильную идею. Большую часть формул мы получили, изучая бесконечные волны, но у любой реальной волны в природе длительность конечна. Если длительность волны примерно равна L, и у неё L/λ гребней, тогда амплитуда примерно равна

Что пропорционально как и в случае с пружиной, но зависит от L. Чем длительнее волна, тем меньше её амплитуда – так, что у каждого кванта волны энергия всегда равна hν.

Вот и всё – это показано на рисунке ниже.

Слева – наивное изображение волн, где амплитуда пропорциональна квадратному корню из количеству квантов, и другие амплитуды существовать не могут. Справа – чуть менее наивное изображение, учитывающее квантовые колебания, присущие квантовому миру. Даже в случае n = 0 некоторые колебания существуют.

Следствие

Что это означает для наших волн класса 0 и класса 1?

Поскольку волны класса 0 могут быть любой частоты, у них может быть любая энергия. Даже для крохотного значения ε всегда можно сделать один квант волны класса 0 с частотой ν = ε/h. Для такой небольшой энергии у этой квантовой волны будет очень малая частота и очень большая длина волны, но существовать она может.

Волны, удовлетворяющие уравнению класса 1, не такие. Поскольку для них существует минимальная частота ν_min = μ, для них существует и квант минимальной энергии:

Если ваша крохотная величина энергии ε меньше этого, квант такой волны сделать не получится. Для всех квантов волн класса 1 с конечной длиной волн и большей частотой выполняется E ≥ h μ.

Итог

До того, как мы начинаем принимать во внимание квантовую механику, амплитуда волн, как и амплитуда шара на пружине, могут изменяться непрерывно; их можно сделать сколь угодно большими или малыми. Но квантовая механиа подразумевает существование минимальной ненулевой амплитуды волны, как и в случае колебаний шара на пружине. И обычно амплитуда может принимать только дискретные значения. Допустимые амплитуды таковы, что как для колебаний шара на пружине, так и для волны любого класса с определённой частотой ν

• Для добавления одного кванта колебаний требуется энергия h ν
• У колебаний n квантов энергия колебаний будет равна (n+1/2) h ν

Теперь пришло время применить полученные знания к полям и посмотреть, когда и как кванты волн в этих полях можно интерпретировать как то, что мы называем «частицами» природы.

Квантовые технологии. Модуль 1

Задача этого курса — рассказать об устройстве квантового мира, его законах и о том, как именно квантовые эффекты могут быть полезны для ученых и инженеров, как создаются и как работают квантовые устройства.

Многие из квантовых устройств уже существуют в реальности — в виде лабораторных установок, технологических прототипов, некоторые из них даже можно купить. Очень скоро IT-профессионалы столкнутся с необходимостью понимать принципы работы квантовых приборов.

Развитие традиционной электроники приближается к своему пределу: мы не сможем делать транзисторы меньше определенного размера, а значит, рост вычислительной мощности на единицу объема устройства скоро остановится. Тысячи ученых и инженеров ищут способы обхода этих ограничений, и многие эксперты считают, что будущее за решениями, основанными на квантовых эффектах.

В этом модуле вы узнаете:

• что такое кванты;
• как ученые узнали о существовании квантовых эффектов;
• чем квантовый мир отличается от привычного нам мира классической физики и какие законы им управляют.

Что такое квант?

Коротко: энергия и излучение передаются не непрерывно, а конечными порциями, квантами.

Длинно: слово «квант» (quantum) можно перевести с английского как «количество, порция, квант», само это название указывает на то, что одной из основ квантовой механики является принцип «квантования». Согласно этому принципу энергия излучения поглощается и передается порциями, квантами. Это верно для очень многих объектов микромира, в первую очередь для атомов и электронов.

Пример: с «квантовыми» преобразованиями мы постоянно сталкиваемся в быту, когда, например, имеем дело с цифровой техникой. Так, звук имеет волновую природу, и в аналоговой аппаратуре он записывался «как есть», то есть колебания мембраны микрофона превращались в дорожки на грампластинке. На цифровой записи звук «квантуется»: техника с определенной частотой (ее называют частотой дискретизации) измеряет силу звука и получает набор 32 «квантовых» значений.

Квантовые процессы в атоме

Привычная нам со школы планетарная модель атома Эрнеста Резерфорда, в которой электроны-планеты вращаются вокруг ядра-солнца, на самом деле не может существовать в реальности. Согласно законам классической физики электроны, двигаясь по кольцевым орбитам и испытывая ускорение, должны излучать и терять энергию. Следовательно, через очень короткое время электроны должны были бы упасть на ядро, и атом прекратил бы существовать.

Квантовые постулаты Нильса Бора гласили, что у электрона в атоме есть определенный набор дискретных энергетических состояний (уровней, или орбит), причем электроны излучают (то есть испускают) фотон определенной энергии только в момент перехода на более низкий уровень. Пока электрон находится на определенном энергетическом уровне, он не излучает — делать это он может только при переходе на другой уровень.

Теория атома Бора позволила, например, объяснить существование линейчатых спектров. Линии в спектрах указывали, что атомы почему-то предпочитали поглощать или излучать только на каких-то излюбленных частотах. Объяснить это классическими методами не удавалось. Только новые представления об атоме позволили понять, что линии в спектрах соответствуют определенным энергетическим уровням.

Энергетические переходы в атоме: поглощение фотона приводит к переходу электрона на более высокий энергетический уровень (например: с Е

1 на Е₂, как на схеме), а испускание — на нижележащий уровень (с Е₃ на Е₂).

Энергетические переходы в атоме зависят от длины волны поглощенного или испущенного излучения. По традиции их называют по именам ученых, открывших соответствующие этим переходам серии линий в спектре: серия Лаймана, серия Бальмера и так далее.

Квантовая природа энергетических переходов в атомах позволила нам создать первые квантовые устройства — лазеры. В основе их работы лежит использование эффекта вынужденного излучения.

Если коротко, этот эффект состоит в том, что, облучая некоторые вещества излучением определенной длины волны, можно добиться инверсной заселенности энергетических уровней в атомах — большая часть электронов окажется на верхних этажах. Затем они начинают излучать, но излучать не «обычный» свет, а когерентный и монохроматический, то есть строго упорядоченный по фазе и одной определенной длины волны.

Кроме того, на использовании энергетических переходов основаны квантовые стандарты частоты и атомные часы, измеряющие время благодаря очень точной периодичности энергетических переходов в атомах.

История: как ученые узнали о квантовом мире

Загадка фотоэффекта

Представление о фотоне, элементарной частице — переносчике электромагнитного взаимодействия, возникло в начале XX века благодаря появлению ряда парадоксов, которые не могла разрешить классическая физика. В их числе был и фотоэффект, или испускание электронов с поверхности металла при облучении ее светом.

Оказалось, что при изменении цвета излучения с зеленого на красный электроны с поверхности металла вылетать переставали. Причем мощность красного света, падающего на пластинку, значения не имела.

Объяснил это явление Альберт Эйнштейн. Он предположил, что свет излучается порциями, квантами, энергия которых определяется частотой (то есть цветом) излучения.

Увеличивая интенсивность красного света, мы не даем каждому фотону дополнительную энергию, а просто увеличиваем количество частиц света, падающих на поверхность, и если одиночный фотон не в силах выбить электрон, то это не смогут и все остальные.

Зеленый свет имеет меньшую длину волны, а значит, его фотоны обладают большей энергией. И энергии каждого «зеленого» фотона оказывается достаточно, чтобы выбить электрон.

Ультрафиолетовая катастрофа

Еще одна проблема — так называемая ультрафиолетовая катастрофа, связанная с понятием абсолютно черного тела. В самом общем виде это объект, который ничего не отражает и поглощает все падающее на него электромагнитное излучение, а потом излучает поглощенную энергию, например в инфракрасном диапазоне.

Абсолютно черное тело, как и другие идеальные физические объекты (например, идеальный газ), в природе не существует, но приближением к нему, своего рода моделью, может служить отверстие в полом ящике, которое «не выпускает» попавшее в него излучение.

Модель абсолютно черного тела, поглощающего, но не отражающего излучение

В рамках классической физики формула Релея — Джинса предсказывала, что в ультрафиолетовом диапазоне энергия, излучаемая абсолютно черным телом, становится бесконечной. Это, разумеется, не имеет смысла, а значит, не имеет смысла и теория, на которой основывается формула. Классическая физика сталкивается с «ультрафиолетовой катастрофой».

Ситуацию спас Макс Планк, описавший излучение абсолютно черного тела исходя из квантовой теории, то есть исходя из допущения, что атомы могут поглощать и излучать свет только порциями и только на определенных частотах. Формула Планка давала реалистичные предсказания и в ультрафиолетовом диапазоне.

Зависимость излучательной способности черного тела (r) от частоты (омега). Классическая теория (формула Релея — Джинса) предсказывает бесконечный рост, квантовые теории (формулы Планка и Вина) дают реалистичные предсказания.

Корпускулярно-волновой дуализм

Чтобы совместить противоречащие друг другу свойства, проявляемые светом в разных условиях, была сформулирована идея корпускулярно-волнового дуализма. Согласно этой концепции у каждого объекта, обладающего энергией и импульсом, есть связанная с этими параметрами длина волны (волна де Бройля).

Частица начинает вести себя не как точечный объект, а как волна, когда ее окружение и измерительный прибор становятся сравнимы по размерам с этой длиной. Чем выше масса, тем короче длина волны де Бройля и тем сложнее заметить волновое поведение.

Широко известно, что волновые свойства демонстрируют электроны, однако типичные для волны эффекты, например способность формировать дифракционную картину (последовательность полос на экране, созданных взаимным усилением или, наоборот, ослаблением волн), показывают и значительно более массивные объекты.

В экспериментах дифракционная картина наблюдалась, например, у фуллеренов — молекул, состоящих из 60 атомов углерода.

Однако в позднем и более строгом варианте квантовой механики понятие волны де Бройля заменено волновой функцией — уравнением Шрёдингера, описывающим квантовые объекты.

Квантовые эффекты: принцип неопределенности

Коротко: в квантовом мире действует правило: чем точнее мы пытаемся измерить один параметр объекта, тем менее точным оказывается другой параметр, и наоборот.

Длинно: квантовый мир сильно отличается от «классического», в том числе тем, что любые события и параметры процессов носят вероятностный характер. Мы не можем сказать, что тот или иной объект находится в определенной точке, мы можем сказать лишь, что он находится в той или иной точке с определенной вероятностью.

В рамках классической механики вы можете измерить координату и скорость частицы сколь угодно точно — эти параметры не связаны друг с другом, и сам факт измерения никак их не изменяет. Однако в микромире в действие вступает один из главных квантовых законов — принцип неопределенности Вернера Гейзенберга.

Он гласит, что произведение погрешностей измерения этих двух величин — координаты (x) и скорости (v) — не может быть меньше постоянной Планка (h) (константы, связывающей длину волны и энергию фотонов), разделенной на массу частицы (m).

Δx × Δv > h/m

Это означает, что если вы увеличиваете точность измерения координаты, то вам придется пожертвовать точностью измерения скорости, и наоборот. Вы можете попытаться измерить абсолютно точно координату, но при этом вы ничего не будете знать о скорости.

Принцип неопределенности относится не только к скорости и координатам — он работает для любых пар связанных параметров любой квантовой системы (например, энергия частицы и момент времени, когда она обладает этой энергией).

Природа этой неопределенности связана с процессом измерения. В «классическом» мире измерение почти никак не влияет на измеряемый параметр. В квантовом мире измерительный прибор влияет на системы, взаимодействует с ними — иначе говоря, на какое-то время образует с ними единую квантовую систему и тем самым вносит неустранимые помехи.

Поэтому состояние квантовых объектов описывается уравнением Шрёдингера, указывающим лишь вероятность нахождения частицы в определенной точке. «Размытое», вероятностное поведение квантовых объектов ведет к явлению «квантового туннелирования» — способности квантовых объектов проникать сквозь стены, точнее, проходить сквозь квантовый барьер.

В классической физике, если объект, например пуля, не имеет достаточной энергии, чтобы пробить стену, он останется по эту сторону стены; если мяч, который вы бросили, не смог выкатиться из ямы, потому что вы недостаточно сильно его толкнули, то он скатится обратно. В этом случае физики говорят, что объект не смог преодолеть потенциальный барьер.

Однако в квантовом мире волновая функция у потенциального барьера убывает экспоненциально (но все же не мгновенно), и если барьер не будет слишком высок, то есть ненулевая вероятность, что частица окажется по другую его сторону.

На эффекте квантового туннелирования основаны многие технологии, в частности туннельные микроскопы, благодаря туннельному эффекту работают сверхпроводящие кубиты — элементы квантовых вычислительных устройств.

Квантовые эффекты: запутанность и телепортация

Что такое суперпозиция

Еще одна черта зыбкости квантового мира — способность квантовых объектов находиться в состоянии суперпозиции. Этот термин используется и в классической физике, где он означает способность волн складываться друг с другом, усиливая или ослабляя друг друга.

В отличие от них, квантовые объекты могут находиться одновременно в нескольких состояниях. Если точнее, то волновую функцию квантовой системы в суперпозиции можно описать как сумму вероятностей двух состояний, где состояние 1 имеет одну вероятность, а состояние 2 — другую.

Если квантовую систему измерить, то мы будем наблюдать какое-то одно из состояний (как говорят физики, система коллапсирует в определенное состояние).

Геометрическое представление суперпозиции квантового объекта, который может иметь спин (магнитный момент) 1 или 0. Греческой буквой «пси» обозначена волновая функция, зависимая от соотношения вероятностей обоих состояний.

Фотон в суперпозиции

Один из примеров — фотон, способный находиться в суперпозиции двух состояний: горизонтальной и вертикальной поляризации.

Поляризация — одно из свойств электромагнитного излучения; ее, говоря в общем, можно представить как ориентацию плоскости, в которой колеблется электромагнитная волна.

В излучении от многих источников, например от Солнца, плоскость поляризации может быть ориентирована хаотически. Но если такое излучение пропустить через поляризатор — фильтр, роль которого могут играть, например, некоторые кристаллы, — то сквозь него пройдет только излучение c определенной ориентацией поляризации, например вертикальной.

У каждого состояния фотона есть определенная вероятность. Если мы измерим его поляризацию, то получим одно определенное значение. Но для того, чтобы понять, какими были исходные вероятности, нам нужно будет измерить множество таких фотонов (если нам удастся их получить).

Суперпозиция может касаться как «внутренних» состояний частицы, так и ее пространственных положений, то есть, говоря в общем, объект находится одновременно в двух точках. Если использовать более корректную формулировку, то волновая функция говорит нам, что вероятность для одной точки одна, для другой — другая.

Можно провести эксперимент с фотоном: послать его через полупрозрачное зеркало, соприкоснувшись с которым он с 50-процентной вероятностью отразится, а с 50-процентной вероятностью пройдет насквозь. В этом случае он будет «одновременно» и с одной стороны зеркала, и с другой.

Если мы проведем измерения, то фотон окажется где-то в одной точке, но мы можем построить оптическую систему так, что оба пути от зеркала сошлись вновь, и в этом случае мы увидим дифракционную картину — след интерференции (смешивания) фотона с самим собой.

Квантовая запутанность

Частный случай суперпозиции — квантовая запутанность, способность квантовых объектов «чувствовать» друг друга на любом расстоянии. Эйнштейн называл ее «жутким дальнодействием».

В классическом мире запутанность можно описать с помощью такой аналогии: представьте, что двух человек (назовем их по традиции, принятой у квантовых физиков, Алиса и Боб) попросили не глядя выбрать одну из двух разных монет.

После этого Алиса отправилась на Альфу Центавра, а Боб остался дома. Тем не менее, между ними сохранилась определенная связь: стоит Алисе посмотреть на свою монету, и она сразу поймет, какая монета осталась у Боба на Земле.

В квантовом случае все выглядит почти так же: представим себе запутанную квантовую систему из двух фотонов. Она описывается одной волновой функцией, устанавливающей определенные вероятности, что один фотон окажется с вертикальной поляризацией, а другой — с горизонтальной, причем речь идет о связанных параметрах, которые нельзя определить независимо (физики говорят в этом случае о несепарабельной системе).

В этом случае, если Алиса увезет свой фотон на Альфу Центавра, измерит его поляризацию и получит, что она вертикальная, то в тот же момент поймет, что у Боба остался фотон с горизонтальной поляризацией. «Жуть» ситуации состоит в том, что фотон Боба никак не может знать, какое состояние «правильное», но тем не менее его измерение на Земле даст именно эту поляризацию и никакую другую.

Поскольку до момента измерения оба эти фотона описывала одна волновая функция, то по сути Алиса и Боб имели дело с единой квантовой системой. Ее части, будучи разделены гигантским расстоянием, все равно оставались единой системой, демонстрируя «жуткое дальнодействие». Эту особенность квантового мира называют нелокальностью.

«Передача» состояний происходит мгновенно, независимо от расстояния и, следовательно, со сверхсветовой скоростью. Однако использовать запутанные фотоны для сверхсветовой передачи данных не получится — потому что передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света, невозможно.

Дело в том, что мы не можем предсказать, в каком состоянии окажется любой из пары фотонов. Стоит нам узнать состояние одной из запутанных частиц, и мы разрушим саму запутанность.

Представим ситуацию: у нас есть пара запутанных фотонов, один из которых находится на Земле, а второй — на Марсе. Допустим, мы хотели бы передать на Марс сообщение, кодируемое горизонтальной поляризацией фотона. Для этого необходимо, чтобы наш фотон на Земле имел вертикальную поляризацию.

Но не измерив земной фотон, не можем сказать, какая у него поляризация, а она может оказаться вертикальной с вероятностью лишь 50 процентов. Даже если мы угадаем, наш адресат на Марсе будет знать, что это — случайность, а значит, никакой полезной информации от нас не получит.

Передать информацию можно только с помощью квантовой телепортации, но для нее необходимы уже три частицы и классический канал связи.

Квантовая телепортация

Благодаря квантовой запутанности возможна квантовая телепортация — передача, «трансплантация» квантовых состояний с одного объекта на другой. Этот процесс не имеет ничего общего с телепортацией из фантастических фильмов.

В случае квантовой телепортации никакого перемещения физического объекта с места на место не происходит, а происходит точное «воспроизведение» квантового состояния одного объекта на другом.

В теории телепортацию в макромире можно представить себе так: мы переносим квантовые состояния каждого атома определенного человека на некое специально подготовленное «пустое» тело. В этом случае на другом конце можно получить точную копию оригинала.

Но если учесть количество атомов, из которых состоит человек, то понятно, что такой процесс займет миллиарды, если не триллионы лет. Кстати, оригинал при этом будет уничтожен.

Процесс телепортации можно проиллюстрировать таким комиксом:

Первая и вторая квантовые революции

В этом видео Павел Дорожкин, заместитель директора Департамента индустриальных программ Сколковского института науки и технологий, расскажет об основных понятиях первой и второй квантовых революций и о развитии технологий, основанных на принципах квантовой физики.

Узнайте, насколько хорошо вы усвоили материалы модуля:

ПРОВЕРИТЬ СЕБЯ

Фундаментальные константы на сайте Игоря Гаршина. Кванты

(атом, ядро, элементарные частицы, кварки, кванты)

Физика, свободная от метафизических гипотез, невозможна. ( Макс Борн)

Разделы микроскопической физики (микрофизики или физики микромира):

Базовые единицы измерения в природе и их кванты
Универсальные физические постоянные (фундаментальные константы)
Ресурсы о фундаментальных постоянных
Литература об универсальных константах

Базовые единицы измерения в природе и их кванты

В разделе ниже даются «первичные» физические константы, от которых завсисят другие, «вторичные». Эти первичные константы (или их часть) можно считать некими «квантами».

Авторские рассуждения о квантах мира и вычисления кванта массы

(автор — И.К.Гаршин)

Поскольку материя в нашем мире мыслится в понятии массы, а располагается в пространственно-временных координатах, то нам интересны, прежде всего, «кванты» пространства и времени:

h_u = 7,69558071(63)·10^–37 Дж·с.
t_u = 0,939963701(11)·10^–23 с.
l_u = 2,817940285(31)·10^–15 м.

А вот какое значение у минимально возможной массы — «кванта материи»? Можно ли его вычислить? Давайте попробуем сделать это несколькими способами:

на основе постоянной Планка ħ = 6,626176·10^-34 Дж·с.
на основе указанных «первичных» констант t_u, l_u и h_u = 7,69558071(63)·10^–37 Дж·с.
на основе III закона Кеплера, показывающего соотношение пространства и времени рядолм с неизменной массой, в формуле которого участвует гравитационная постоянная G (или γ) = 6,6720·10^-11 Н·м2·кг^-2.

Вычисление кванта массы на основе постоянной Планка


Джоуль - единица энергии. 
Т.к. E = ħ·ν = m·c², то m = ħ·ν / c². 
Частота ν имеет размерность с^-1. 
Значит, m₀ = ħ / t_u / c² 
=  6,626176·10^-34 / (0,939963701(11)·10^–23 · (2,99792458·10⁸)²) 
~ 7,8435·10^-27 кг - это примерно 5 масс протона (4,7).

Вычисление кванта массы на основе первичных констант


Алаверды: m₀ = h_u / (t_u · c²) 
= 7,69558071(63)·10^–37 / 0,939963701(11)·10^–23 / (2,99792458·10⁸)² 
~ 0,911·10^-30 ~ 9,11·10^-31 кг - это Масса покоя электрона m_e!

Вычисление кванта массы на основе гравитационной постоянной


Согласно 3-му закону Кеплера (упрощенному): (T₁/T₂)² = (a₁/a₂)², 
где T - период планеты, a - её расстояние до Солнца. 
Отсюда масса Солнца пропорциональна a³/T², а, точнее, равна этому соотношению, 
умноженному на гравитацонную постоянную γ = 2,56696941·10^–45. 
Следовательно, квантом массы можно считать l_u³/t_u² 
= (2,817940285·10^–15)³ / (0,939963701·10^–23)² 
~ 7,941·10^–45 / 0,884·10^–46 ~ 89,83. 
Если это число умножить на γ, то получим 230,6·10^–45 = 2,306·10^–43 кг. 

Поскольку, по недавним расчётам масса электронного нейтрино примерно в миллион раз меньше, 
чем самого электрона, — 1,5×10^-37 килограммов, то вычисленный "квант массы" примерно в миллион раз меньше массы нейтрино!

Универсальные физические постоянные (фундаментальные константы)

Можно было бы думать, что свойства мира определяются такими универсальными постоянными, как скорость света, заряд электрона или постоянная Планка, но это не так. Если бы даже каждая из этих постоянных изменилась, но изменилась так, что численное значение «альфа» [постоянная тонкой структуры α] по-прежнему осталось бы равным 1/137, мир тоже остался бы прежним, и мы никогда не смогли бы опознать, что в нем что-то изменилось. Но если «альфа» изменится хотя бы на одну миллионную, свойства нашего мира станут совершенно другими — например, в нем не сможет существовать жизнь.

(физик Джон Бэрроу)

Первичные физические постоянные

Свет от квазаров на своем пути длиной в миллиарды лет проходит через межзвездные облака металлов (железа, никеля, хрома). В 1997 при его исследовании обнаружили, что он поглотил некоторые из фотонов света квазара. Но не те, которые ожидалось. Единственное непроверенное разумное объяснение состоит в том, что постоянная тонкой структуры, или альфа (α), имела различное значение в то время, когда свет проходил через облака. Но ведь альфа определяет, как свет взаимодействует с материей, и не должна меняться. Ее значение зависит от заряда электрона, скорости света и постоянной Планка. Какая же постоянная изменилась?

Согласно Н. Косинову, проведенные исследования показали, что используемые в современной физике фундаментальные физические константы непосредственно происходят от перечисленных ниже констант вакуума:

h_u = 7,69558071(63)·10^–37 Дж·с.
G_u = 2,56696941(21)·10^–45 Н·с².
R_u = 29,9792458 Ом.
t_u = 0,939963701(11)·10^–23 с.
l_u = 2,817940285(31)·10^–15 м.

[А я бы не исключил возможность, что некоторые физические константы зависят не только от этих первичных, которые можно назвать «квантами» и которые по сему относятся к области микромира, но и от значений, которые относятся к области мегамира, например, возраста и радиуса Вселенной.]

Вторичные физические постоянные

Установлено, что современные фундаментальные физические постоянные имеют вторичный статус по отношению к найденным константам и представляют собой различные комбинации констант h_u, t_u, l_u и чисел π и α. Константам, входящим в hu-tu-lu-π-α-базис, определен специальный статус – как универсальные суперконстанты. На основе универсальных суперконстант получено новое значение гравитационной постоянной Ньютона, планковских констант и найдена универсальная формула силы [?].

Новые фундаментальные физические константы дают широкие возможности для установления новых физических законов и поиска констант взаимодействия для различных физических законов.

Все фундаментальные физические постоянные:

Основные механические константы:
- Постоянная тонкой структуры α = 0,072973506; 1/α = 137,03604.
- Гравитационная постоянная G = 6,6720·10^-11 Н·м2·кг^-2.
- Скорость света в вакууме с = 2,99792458·10⁸ м·с^-1.
- Постоянная Планка ħ = 6,626176·10^-34 Дж·с.
Наименьшие из известных расстояний:
- Радиус первой боровской орбиты a₀ = 0,52917706·10^-10 м.
- Классический радиус электрона r_e = 2,8179380·10^-15 м.
- Постоянная Ридберга R_∞ = 10973731,77 м^-1. [или ей лучше к энергетическим константам отнести?]
Массы и энергии стабильных частиц:
- Масса покоя электрона m_e = 9,109534·10^-31 кг 5,4858026·10^-4 а.е.м.
- Энергия покоя электрона m_e·c² = 0,5110034 МэВ.
- Масса покоя протона m_p = 1,6726485·10^-27 кг = 1,007276470 а.е.м.
- Энергия покоя протона m_p·c² = 938,2796 МэВ.
- Масса покоя нейтрона m_n = 1,6749543·10^-27 кг = 1,008665012 а.е.м.
- Энергия покоя нейтрона m_n·c² = 939,5731 МэВ.
- Отношение массы протона к массе электрона m_p/m_e = 1836,15152.
- Атомная единица массы (10^-3 кг·моль^-1)/N_A, а.е.м. = 1,6605655(86)·10^-27 кг.
- Массы атомов в а.е.м.: водород ¹H — 1,007825036; дейтерий ²H — 2,014101795; гелий-4 ⁴He — 4,002603267.
- Энергетические эквиваленты: а.е.м. = 931,5016 МэВ; 1 электронвольт = 1,6021892·10^-19 Дж.
- Энергия kT (при 25 °C) — энергетические эквиваленты: 4,11·10^-21 Дж; 9,83·10^-22 Кал; 0,0256 эВ; 2,479 кДж/моль; 0,593 кКал/моль.
Магнитно-электрические константы:
- Магнитная постоянная μ₀ = 4π·10^-7 Гн·м^-1 = 1,25663706144·10^-6 Гн·м^-1.
- Электрическая постоянная ε₀ = (μ₀c²)-1 8,85418782·10^-12 Ф·м^-1.
- Заряд электрона (абс. величина) e = 1,6021892·10^-19 Кл = 4,803242·10^-10 уд. СГСЭ.
- Отношение заряда электрона к его массе e/m_e = 1,7588047·10¹¹ Кл·кг^-1.
- Магнетон Бора μ_Б = 9,274078·10^-24 Дж·Тл^-1.
- Ядерный магнетон μ_N = 5,050824·10^-24 Дж·Тл^-1.
- Магнитный момент нейтрона в ядерных магнетонах μ_n/μ_N = 1,91315.
- Магнитный момент протона в ядерных магнетонах μ_p/μ_N = 2,7928456.
- Отношение Джозефсона 2e/h = 4,835939·10¹⁴ Гц·В^-1.
- Квант магнитного потока Ф₀ = h/2e = 2,0678506·10^-15 Вб.
Аэродинамические константы:
- Постоянная Авогадро N_A = 6,022045·10²³ моль^-1.
- Постоянная Фарадея F = N_A·e = 96484,56 Кл·моль^-1.
- Молярная газовая постоянная R = 8,31441 Кл·моль^-1·K^-1.
- Объем моля идеального газа при нормальных условиях (1 атм, T0 = 273,15 К) V_m = 22,41383·10^-3 м³·моль^-1.
- Постоянная Больцмана k = R/N_A = 1,380662·10^-23 Дж·К^-1.

Ресурсы о фундаментальных постоянных

Сетевые статьи и новости о физических константах:

Литература об универсальных константах

1. Peter J. Mohr and Barry N. Taylor. «CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998»; NIST Physics Laboratory. Constants in the category «All constants»; Reviews of Modern Physics, (2000), v. 72, No. 2.
2. D.C. Cole and H.E. Puthoff, «Extracting Energy and Heat from the Vacuum», Phys. Rev. E, v. 48, No. 2, 1993.
3. Ю.И. Манин. Математика и физика. М.: «Знание», 1979.
4. В.Л. Гинзбург. «Какие области физики и астрофизики представляются важными и интересными». УФН, №4, т. 169, 1999.
5. Н.В. Косинов. «Электродинамика физического вакуума». Физический вакуум и природа, №1, 1999.
6. Н.В. Косинов. «Физический вакуум и гравитация». Физический вакуум и природа, №4, 2000.
7. Н.В. Косинов. «Законы унитронной теории физического вакуума и новые фундаментальные физические константы». Физический вакуум и природа, №3, 2000.
8. N. Kosinov. «Five Fundamental Constants of Vacuum, Lying in the Base of all Physical Laws, Constants and Formulas». Physical Vacuum and Nature, №4, 2000.
9. Н.В. Косинов. «Пять универсальных физических констант, лежащих в основе всех фундаментальных rонстант, законов и формул физики». Шестая Международная конференция «Современные проблемы естествознания». Программа и тезисы. С-Петербург, август, 2000 г.
10. Н.В. Косинов. «Разгадка причин поразительного сходства формул законов Кулона и всемирного тяготения Ньютона». Шестая Международная конференция «Современные проблемы естествознания». Программа и тезисы. С-Петербург, август, 2000 г.
11. Н.В. Косинов. «Эманация вещества вакуумом и проблема структурогенеза». Идея, №2, 1994.
12. Н.В. Косинов. «Энергия вакуума». Энергия будущего века, №1, 1998.
13. Н.В. Косинов. «Универсальные физические суперконстанты».
14. Н.В. Косинов. «Новая фундаментальная физическая константа, лежащая в основе постоянной Планка».
15. N.V. Kosinov, Z.N. Kosinova. «Tie of Gravitational Constant G and Planck Constant h». 51st International Astronautical Congress 2…6 Oct. 2000 / Rio de Janeiro, Brazil.
16. A. Пуанкаре. Наука и гипотеза. A. Пуанкаре. О науке. М., 1983.
17. В.А. Фирсов. «Философско-методологический анализ проблемы единства физики в концепции калибровочных полей». Философия науки, №1(3), 1997.

Ключевые слова для поиска сведений о физике микромира (микрофизике): На русском языке: фундаментальные константы, универсальные физические постоянные, кванты природы, скорость света, постоянная Планка; На английском языке: Fundamental constants.

Страница обновлена 07.12.2020

это что такое? Определение и значение для науки :: SYL.ru

Данная статья рассказывает о том, что «квант» – это понятие физики элементарных частиц. Здесь дается определение этой величины, показывается ее важность и приводится краткая история ее открытия.

Математика и физика

Две самые страшные школьные дисциплины для учеников с гуманитарным складом ума однажды объединились, чтобы породить новый этап в изучении окружающего мира. Началось все с того, что Макс Планк, выводя формулу распределения излучения абсолютно черного тела, ввел понятие «квант». Значение слова буквально такое: наименьшая порция чего-либо, например, энергии, поля, момента инерции.

Причем применимо это понятие к микромиру: может быть квант света и гравитационного поля, но не может быть кванта массы или дождя. Чтобы читателю было яснее, приведем пример. Если бы все возможные состояния электрона были целой коровой, то квант – это наименьшая порция мяса, с помощью которой можно насытиться, то есть один стейк. Кстати, в известном фильме о Джеймсе Бонде под квантом милосердия наверняка подразумевается то, что даже у самого черствого человека есть хоть немного сострадания в душе.

Борьба за квантовую физику

Поначалу Макс Планк действовал в рамках прежних представлений о физике. Он ввел в уравнение квант, значение которого в его глазах заключалось только в удобстве математического выражения. Таким образом, получается, что он открыл это понятие почти случайно, не стремясь совершить прорыв.

Вообще, он был добросовестным исследователем, усердно трудился над каждой темой и доводил дело до конца. Именно упорство и настойчивость позволили ему перевернуть физику. Не было никаких гениальных прозрений и внезапных идей. Возможно, поэтому еще долгое время он отрицал важность своего открытия и пытался как-то «приладить», примирить новое понятие со старым подходом к физике. Целая плеяда ученых, которые появились благодаря введению кванта, не смогли убедить его в фундаментальном значении одного-единственного предположения для будущего науки.

Значение для науки

Прежде всего, квант – это основа для понимания природы света. Ученые еще в семнадцатом веке довольно точно измерили скорость солнечных лучей, но объяснить их появление или поглощение поверхностями были не в силах. Выяснилось, что энергия электромагнитных волн с одинаковым приращением фазы по времени может принимать только значения, кратные E= (N+1/2) ħω. Поясним:

E – энергия;
N – целое число;
ħ – редуцированная постоянна Планка, h/2π;
ω – угловая частота, которая и представляет собой приращение фазы волны по времени.

Приведенная выше формула обозначает, что энергия излучения ħω квантуется, то есть представляет собой набор конечных пакетов или фотонов.

Квант и материя

Объяснив природу света, люди поняли, что квант – это не только математическая шутка, но и огромные возможности. Позже ученые выяснили, почему электроны в атомах могут находиться только на определенных орбитах. Это потребовало введения принципа корпускулярно-волнового дуализма для элементарных частиц.

Переход электрона между двумя орбиталями в атоме происходит всегда рывком. Это приводит к процессам, благодаря которым испускается или поглощается световой квант. Что значит этот факт для науки, поясним чуть ниже. В каждом типе атомов набор квантов перехода уникален. То есть набор энергий, необходимый для возбуждения электронов золота, не подходит платине. Это дает возможность определить, какой именно переход был совершен, и понять, какой тип атома изучается: водород или аргон, алюминий или магний.

На этом основании стоит самый мощный инструмент изучения и покорения материи – спектроскопия. Сферы применения анализа спектров весьма обширны, вот некоторые из них:

изучение состава и структуры новых материалов;
улучшение свойств уже известных соединений;
изучение процессов, происходящих при взаимодействии разных типов материи.

Читатель и сам легко представит, что использовать такой метод можно во всех сферах человеческой деятельности.

Типы квантов

Помимо уже описанного фотона, бывают и другие типы квантов:

Глюон – квант векторного поля.
Гравитон – квант гравитационного поля (предсказан теоретически, но пока его существование не доказано практически).
Бозон Хиггса – квант поля Хиггса.

Большой адронный коллайдер, который был построен в 2012 году, доказал: в его недрах родился новый квант, бозон Хиггса. Таким образом, физики показали, почему глюоны и фотоны не обладают массой покоя.

Лазер как следствие приручения квантов света

Поняв, как получаются фотоны, ученые смогли «приручить» их. В результате появился лазер – источник монохроматических электромагнитных волн. При достаточно простых принципах, которые лежат в основании одновременной генерации фотонов одной длины волны (монохроматических), и простом строении самого устройства, возникали большие технические сложности.

Первой задачей было найти материал, в котором существовала бы инверсная заселенность электронов. Вторая задача состояла в том, чтобы создать два зеркала на торцах рабочего кристалла. Но обе они давно решены, причем понимание того, что такое квант, – это первый шаг к получению таких сложных устройств.

В современном мире лазер используется повсеместно. Его применяют как для забавы (лазерная указка), так и для серьезных целей (термоядерная реакция).

Атомы пространства и времени

Ли Смолин

Если удивительная теория петлевой квантовой гравитации верна, то пространство и время, воспринимаемые нами как непрерывные, на самом деле состоят из дискретных частиц.

С древних времен некоторые философы и ученые предполагали, что материя может состоять из крошечных атомов, но еще 200 лет назад мало кто верил, что их существование можно доказать. Сегодня мы наблюдаем отдельные атомы и изучаем частицы, их составляющие. Зернистое строение вещества для нас уже не новость.

В последние десятилетия физики и математики задаются вопросом: не из дискретных ли частей состоит пространство? Действительно ли оно непрерывно или больше похоже на кусок ткани, сотканной из отдельных волокон? Если бы мы могли наблюдать чрезвычайно малые объекты, то увидели бы атомы пространства, неделимые мельчайшие частицы объема? А как быть со временем: плавно ли происходят изменения в природе или мир развивается крошечными скачками, действуя словно компьютер?

За последние 16 лет ученые заметно приблизились к ответам на эти вопросы. Согласно теории со странным названием «петлевая квантовая гравитация», пространство и время действительно состоят из дискретных частей. Расчеты, выполненные в рамках этой концепции, описывают простую и красивую картину, которая помогает нам объяснить загадочные явления, относящиеся к черным дырам и Большому взрыву. Но главное достоинство упомянутой теории заключается в том, что уже в ближайшем будущем ее предсказания можно будет проверить экспериментально: мы обнаружим атомы пространства, если они действительно существуют.

Кванты

Вместе с моими коллегами мы развивали теорию петлевой квантовой гравитации (ПКГ), пытаясь разработать долгожданную квантовую теорию тяготения. Чтобы объяснить исключительную важность последней и ее отношение к дискретности пространства и времени, я должен немного рассказать о квантовой теории и теории гравитации.

Появление квантовой механики в первой четверти XX в. было связано с доказательством, что материя состоит из атомов. Квантовые уравнения требуют, чтобы некоторые величины, такие как энергия атома, могли принимать только определенные дискретные значения. Квантовая механика в точности описывает свойства и поведение атомов, элементарных частиц и связывающих их сил. Самая успешная в истории науки квантовая теория лежит в основе нашего понимания химии, атомной и субатомной физики, электроники и даже биологии.

В те же десятилетия, когда зарождалась квантовая механика, Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности, которая представляет собой теорию гравитации. Согласно ей, сила тяготения возникает в результате изгиба пространства и времени (которые вместе образуют пространство-время) под действием материи.

Представьте себе тяжелый шар, помещенный на резиновый лист, и маленький шарик, который катается вблизи большого. Шары можно рассматривать как Солнце и Землю, а лист — как пространство. Тяжелый шар создает в резиновом полотне углубление, по склону которого меньший шарик скатывается к большему, как будто некоторая сила — гравитатация — тянет его в этом направлении. Точно так же любая материя или сгусток энергии искажают геометрию пространства-времени, притягивая частицы и световые лучи; это явление мы и называем гравитацией.
По отдельности квантовая механика и общая теория относительности Эйнштейна экспериментально подтверждены. Однако еще ни разу не исследовался случай, когда можно было бы проверить обе теории одновременно. Дело в том, что квантовые эффекты заметны лишь в малых масштабах, а для того, чтобы стали заметны эффекты общей теории относительности, требуются большие массы. Объединить оба условия можно лишь при каких-то экстраординарных обстоятельствах.
Помимо отсутствия экспериментальных данных существует огромная концептуальная проблема: общая теория относительности Эйнштейна полностью классическая, т.е. неквантовая. Для обеспечения логической целостности физики нужна квантовая теория гравитации, объединяющая квантовую механику с общей теорией относительности в квантовую теорию пространства-времени.
Физики разработали множество математических процедур для превращения классической теории в квантовую. Многие ученые тщетно пытались применить их к общей теории относительности.
Расчеты, проведенные в 1960-х и 1970-х гг., свидетельствовали о том, что квантовую механику и общую теорию относительности объединить невозможно. Казалось, ситуацию может спасти только введение совершенно новых постулатов, дополнительных частиц, полей или объектов иного рода. Экзотика единой теории должна проявляться только в тех исключительных случаях, когда существенными становятся и квантово-механические, и гравитационные эффекты. В попытках достижения компромисса родились такие направления, как теория твисторов, некоммутативная геометрия и супергравитация.
Большой популярностью у физиков пользуется теория струн, согласно которой помимо трех хорошо известных пространственных измерений есть еще шесть или семь, которые до сих пор никому не удавалось заметить. Теория струн также предсказывает существование множества новых элементарных частиц и сил, наличие которых еще ни разу не было подтверждено наблюдениями. Некоторые ученые полагают, что она является частью так называемой М-теории, но, к сожалению, никакого точного ее определения пока предложено не было. Поэтому многие специалисты убеждены, что следует изучить имеющиеся альтернативы. Наша петлевая квантовая теория гравитации — наиболее развитая из них.

Большая лазейка

В середине 1980-х гг. мы вместе с Аби Аштекером (Abhay Ashtekar), Тэдом Джекобсоном (Ted Jacobson) и Карло Ровелли (Carlo Rovelli) решили еще раз попытаться объединить квантовую механику и общую теорию относительности с помощью стандартных методов. Дело в том, что в отрицательных результатах, полученных в 1970-х гг., оставалась важная лазейка: при расчетах предполагалось, что геометрия пространства непрерывная и гладкая независимо от того, насколько детально мы исследуем ее. Точно также люди рассматривали вещество до открытия атомов.

Итак, мы решили отказаться от концепции гладкого непрерывного пространства и не вводить никаких гипотез, кроме хорошо проверенных экспериментально положений общей теории относительности и квантовой механики. В частности, в основе наших расчетов были заложены два ключевых принципа теории Эйнштейна.
Первый из них — независимость от окружения — провозглашает, что геометрия пространства-времени не фиксирована, а является меняющейся, динамической величиной. Чтобы определить геометрию, необходимо решить ряд уравнений, учитывающих влияние вещества и энергии. Кстати, современная теория струн не является независимой от окружения: уравнения, описывающие струны, сформулированы в определенном классическом (т.е. неквантовом) пространстве-времени.

Второй принцип, названный «диффеоморфной инвариантностью», гласит, что для отображения пространства-времени и построения уравнений мы вольны выбирать любую систему координат. Точка в пространстве-времени задается только физически происходящими в ней событиями, а не ее положением в какой-то особой системе координат (не существует никаких особых координат). Диффеоморфная инвариантность — чрезвычайно важное фундаментальное положение общей теории относительности.

Аккуратно объединив оба принципа со стандартными методами квантовой механики, мы разработали математический язык, который позволил провести нужные вычисления и выяснить, дискретно пространство или непрерывно. К нашему восторгу, из расчетов следовало, что пространство квантовано! Так мы заложили основу теории петлевой квантовой гравитации. Кстати, термин «петлевая» был введен из-за того, что в некоторых вычислениях использовались маленькие петли, выделенные в пространстве-времени.

Многие физики и математики проверили наши расчеты с использованием различных методов. За прошедшие годы теория петлевой квантовой гравитации окрепла благодаря усилиям ученых разных стран мира. Проделанная работа позволяет нам доверять той картине пространства-времени, которую я опишу ниже.

В нашей квантовой теории речь идет о структуре пространства-времени в самых малых масштабах, и чтобы разобраться в ней, необходимо рассматривать ее предсказания для маленькой площади или объема. Имея дело с квантовой физикой, важно определить, какие физические величины должны быть измерены. Представьте себе некую область, обозначенную границей В (см. рис. внизу), которая может быть задана материальным объектом (например, чугунной скорлупой) или непосредственно геометрией пространства-времени (например, горизонтом событий в случае черной дыры). Что происходит, когда мы измеряем объем описанной области? Каковы возможные результаты, допускаемые как квантовой теорией, так и диффеоморфной инвариантностью? Если геометрия пространства непрерывна, то рассматриваемая область может иметь любой размер, и ее объем может быть выражен любым действительным положительным числом, в частности, сколь угодно близким к нулю. Но если геометрия гранулированa, то результат измерения может принадлежать только дискретному набору чисел и не может быть меньше некоторого минимально возможного объема. Давайте вспомним, какой энергией может обладать электрон, обращающийся вокруг атомного ядра? В рамках классической физики — любой, но квантовая механика допускает только определенные, строго фиксированные дискретные значения энергии.85).

Спиновые сети

На что же похожи кванты объема и площади? Быть может, пространство состоит из огромного количества крошечных кубов или сфер? Нет, не все так просто. Квантовые состояния объема и площади мы изображаем в виде диаграмм, которые не лишены своеобразной красоты. Вообразите область пространства, по форме напоминающую куб (см. рис. внизу). На диаграмме мы изображаем ее как точку, представляющую объем, с шестью выходящими из нее линиями, каждая из которых изображает одну из граней куба. Число рядом с точкой указывает величину объема, а числа рядом с линиями — величину площади соответствующих граней.

Поместим на вершину куба пирамиду. У наших многогранников есть общая грань, и их следует изобразить как две точки (два объема), соединенные одной из линий (грань, которая соединяет объемы). У куба осталось пять свободных граней (пять линий), а у пирамиды — четыре (четыре линии). Аналогично можно изобразить любые комбинации различных многогранников: объемные полиэдры становятся точками или узлами, а плоские грани — линиями, соединяющими узлы. Математики называют такие диаграммы графами.

В нашей теории мы отбрасываем рисунки многогранников и оставляем только графы. Математика, описывающая квантовые состояния объема и площади, обеспечивает нас набором правил, указывающих, как линии могут соединять узлы и какие числа могут располагаться в различных местах диаграммы. Каждое квантовое состояние соответствует одному из графов, и каждому графу, удовлетворяющему правилам, соответствует квантовое состояние. Графы представляют собой удобную краткую запись возможных квантовых состояний пространства.

Диаграммы гораздо больше подходят для представления квантовых состояний, чем многогранники. В частности, некоторые графы соединяются такими странными способами, что их невозможно аккуратно преобразовать в картину из полиэдров. Например, в тех случаях, когда пространство изогнуто, невозможно изобразить многогранники, стыкующиеся должным образом, зато совсем не трудно нарисовать граф и по нему вычислить, насколько искажено пространство. Поскольку именно искажение пространства создает гравитацию, диаграммы играют огромную роль в квантовой теории тяготения.

Для простоты мы часто рисуем графы в двух измерениях, но лучше представлять их заполняющими трехмерное пространство, потому что именно его они изображают. Но здесь есть концептуальная ловушка: линии и узлы графа не занимают конкретные положения в пространстве. Каждый граф определяется только тем, как его части соединяются между собой и как они соотносятся с четко заданными границами (например, с границей области B). Однако нет никакого непрерывного трехмерного пространства, в котором, как может показаться, размещаются графы. Линии и узлы — это и есть пространство, геометрия которого определяется тем, как они соединяются.

Описанные графы называются спиновыми сетями, потому что указанные на них числа связаны со спином. Еще в начале 1970-х гг. Роджер Пенроуз (Roger Penrose) из Оксфордского университета предположил, что спиновые сети имеют отношение к теории квантовой гравитации. В 1994 г. наши точные вычисления подтвердили его интуитивную догадку. Читатели, знакомые с диаграммами Фейнмана, должны обратить внимание, что спиновые сети ими не являются, несмотря на внешнее сходство. Диаграммы Фейнмана отражают квантовые взаимодействия между частицами, переходящими из одного квантового состояния в другое. Спиновые сети олицетворяют фиксированные квантовые состояния объемов и площадей пространства.

Отдельные узлы и ребра диаграмм представляют собой чрезвычайно малые области пространства: типичный узел соответствует объему около одной длины Планка в кубе, а линия — площади порядка одной длины Планка в квадрате. Но, в принципе, спиновая сеть может быть неограниченно большой и сколь угодно сложной. Если бы мы могли изобразить детальную картину квантового состояния нашей Вселенной (т.е. геометрию ее пространства, искривленного и перекрученного тяготением галактик, черных дыр и пр.), то получилась бы гигантская спиновая сеть невообразимой сложности, содержащая приблизительно 10^184 узлов.

Итак, спиновые сети описывают геометрию пространства. Но что можно сказать о материи и энергии, находящихся в нем? Частицы, такие как электроны, соответствуют определенным узлам, снабженным дополнительными метками. Поля, такие как электромагнитное, обозначаются аналогичными маркерами на линиях графа. Движение частиц и полей в пространстве представляет собой дискретное (скачкообразное) перемещение меток по графу.

Шаги и пена

Частицы и поля — не единственные движущиеся объекты. Согласно общей теории относительности, при перемещении материи и энергии пространство модифицируется, по нему даже могут проходить волны, подобно ряби на озере. В теории петлевой квантовой гравитации такие процессы изображаются дискретными трансформациями спиновой сети, при которых шаг за шагом изменяется связность графов (см. рис. внизу).

При описании квантово-механических явлений физики вычисляют вероятность различных процессов. Мы делаем то же самое, когда применяем теорию петлевой квантовой гравитации, чтобы описать изменение геометрии пространства или движение частиц и полей в спиновой сети. Томас Тиманн (Thomas Thiemann) из Института теоретической физики в Ватерлоо вывел точные выражения для вычисления квантовой вероятности шагов спиновой сети. В результате появилась четкая процедура для вычисления вероятности любого процесса, который может происходить в мире, подчиняющемся правилам нашей, теперь уже окончательно сформировавшейся теории. Остается только вычислять и делать предсказания о том, что можно будет наблюдать в тех или иных экспериментах.

В теории относительности пространство и время неотделимы и представляют собой единое пространство-время. При введении концепции пространства-времени в теорию петлевой квантовой гравитации спиновые сети, представляющие пространство, превращаются в так называемую спиновую пену. С добавлением еще одного измерения — времени — линии спиновой сети расширяются и становятся двумерными поверхностями, а узлы растягиваются в линии. Переходы, при которых происходит изменение спиновой сети (шаги, описанные выше), теперь представлены узлами, в которых сходятся линии пены.-43 с. Точнее говоря, время в нашей Вселенной отмеряют мириады часов: там, где в спиновой пене происходит квантовый шаг, часы делают один «тик».

Предсказания и проверки

Теория петлевой квантовой гравитации описывает пространство и время в масштабе Планка, который слишком мал для нас. Так как же нам проверить ее? Во-первых, очень важно выяснить, можно ли вывести классическую общую теорию относительности как приближение к петлевой квантовой гравитации. Другими словами, если спиновые сети подобны нитям, из которых соткана ткань, то вопрос стоит так: удастся ли правильно вычислить упругие свойства куска материала путем усреднения по тысячам нитей. Получим ли мы описание «гладкой ткани» классического эйнштейновского пространства, если усредним спиновую сеть по многим длинам Планка? Недавно ученые успешно решили эту сложнейшую задачу для нескольких частных случаев, так сказать, для некоторых конфигураций материала. Например, низкочастотные гравитационные волны, распространяющиеся в плоском (неизогнутом) пространстве, можно рассматривать как возбуждение определенных квантовых состояний, описанных в соответствии с теорией петлевой квантовой гравитации.
Хорошей проверкой для петлевой квантовой гравитации оказалась одна из давнишних загадок о термодинамике черных дыр, и в особенности об их энтропии. Физики разработали термодинамическую модель черной дыры, опираясь на гибридную теорию, в которой материя рассматривается квантово-механически, а пространство-время — нет. В частности, в 1970-х гг. Якоб Бекенштейн (Jacob D. Bekenstein) вывел, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее поверхности (см. статью «Информация в голографической Вселенной», «В мире науки», №11, 2003 г.). Вскоре Стивен Хокинг (Stephen Hawking) пришел к выводу, что черные дыры, особенно маленькие, должны излучать.

Чтобы выполнить аналогичные вычисления в рамках теории петлевой квантовой гравитации, мы принимаем границу области В за горизонт событий черной дыры. Анализируя энтропию соответствующих квантовых состояний, мы получаем в точности предсказание Бекенштейна. С таким же успехом наша теория не только воспроизводит предсказание Хокинга об излучении черной дыры, но и позволяет описать его тонкую структуру. Если когда-либо удастся наблюдать микроскопическую черную дыру, теоретические предсказания можно будет проверить, изучая спектр ее излучения.

Вообще говоря, любая экспериментальная проверка теории петлевой квантовой гравитации сопряжена с колоссальными техническими трудностями. Характерные эффекты, описываемые теорией, становятся существенными только в масштабе длины Планка, который на 16 порядков меньше, чем можно будет исследовать в ближайшее время на самых мощных ускорителях (для исследования меньших масштабов необходима более высокая энергия).

Впрочем, недавно ученые предложили несколько доступных способов проверки петлевой квантовой гравитации. Длина световой волны, распространяющейся в среде, претерпевает искажения, что приводит к преломлению и дисперсии лучей. Аналогичные метаморфозы происходят со светом и частицами, движущимися через дискретное пространство, описываемое спиновой сетью.

К сожалению, величина упомянутых эффектов пропорциональна отношению длины Планка к длине волны.-28, а для космических лучей с наибольшей энергией составляет порядка одной миллиардной. Иными словами, зернистость структуры пространства чрезвычайно слабо сказывается практически на любом наблюдаемом излучении. Но чем большее расстояние прошел свет, тем сильнее заметны последствия дискретности спиновой сети. Современная аппаратура позволяет нам регистрировать излучение гамма-всплесков, расположенных в миллиардах световых лет (см. статью «Ярчайшие взрывы во Вселенной», «В мире науки», №4,2003 г.).

Опираясь на теорию петлевой квантовой гравитации, Родольфо Гамбини (Rodolfo Gambini) и Джордж Пуллин (Jorge Pullin) установили, что фотоны различных энергий должны перемещаться с несколько разными скоростями и достигать наблюдателя в разное время (см. рис. внизу). Спутниковые наблюдениях гамма-всплесков помогут нам проверить это. Точность современных приборов в 1 000 раз ниже необходимой, но уже в 2006 г. будет запущена спутниковая обсерватория GLAST, прецизионное оборудование которой позволит провести долгожданный эксперимент.19 эВ должны рассеиваться на космическом микроволновом фоне, заполняющем пространство, и поэтому никогда не достигнут Земли. Тем не менее в японском эксперименте AGASA было зарегистрировано более 10 событий с космическими лучами даже большей энергии. Оказалось, что дискретность пространства повышает энергию, требуемую для реакции рассеивания, и позволяет высокоэнергетическим протонам навещать нашу планету. Если наблюдения японских ученых подтвердятся, а другое объяснение не будет найдено, то можно будет считать, что дискретность пространства засвидетельствована экспериментально.

Космос

Теория петлевой квантовой гравитации заставляет нас по-новому взглянуть на происхождение Вселенной и помогает представить, что происходило сразу после Большого взрыва. В соответствии с общей теорией относительности в истории мироздания был самый первый, нулевой момент времени, что не согласуется с квантовой физикой. Расчеты, проведенные Мартином Боджовальдом (Martin Bojowald) на основании теории петлевой о квантовой гравитации, указывают, что Большой взрыв фактически был Большим отскоком, так как до него Вселенная быстро сжималась. Теоретики уже работают над новыми моделями ранней стадии развития Вселенной, которые вскоре можно будет проверить в космологических наблюдениях. Не исключено, что нам с вами еще посчастливится узнать, что же происходило до Большого взрыва.

Не менее серьезно стоит вопрос о космологической постоянной: положительна или отрицательна плотность энергии, пронизывающей «пустое» пространство? Результаты наблюдения реликтового фона и далеких сверхновых свидетельствуют о том, что темная энергия существует. Более того, она положительна, поскольку Вселенная расширяется с ускорением. С точки зрения теории петлевой квантовой гравитации, здесь нет никакого противоречия: еще в 1990 г. Хидео Кодама (Hideo Kodama) составил уравнения, точно описывающие квантовое состояние Вселенной с положительной космологической постоянной.
До сих пор еще не решен целый ряд вопросов, в том числе чисто технических. Какие коррективы следует вносить в частную теорию относительности при чрезвычайно высоких энергиях (если вообще следует)? Поможет ли теория петлевой квантовой гравитации доказать, что различные силы, включая тяготение, являются аспектами единственного фундаментального взаимодействия?

Быть может, петлевая квантовая гравитация — это действительно квантовая общая теория относительности, потому что в ее основе нет никаких дополнительных предположений, кроме основных принципов квантовой механики и теории Эйнштейна. Вывод о дискретности пространства-времени, описываемого спиновой пеной, следует непосредственно из самой теории, а не вводится как постулат.

Однако все, о чем я здесь рассуждал, — это теория. Возможно, пространство на самом деле гладко и непрерывно в любых, сколь угодно малых масштабах. Тогда физикам придется ввести дополнительные радикальные постулаты, как в случае теории струн. А поскольку в конечном счете все решит эксперимент, у меня есть хорошие новости — ситуация может проясниться в ближайшее время.

Дополнительная литература:

1. Three Roads to Quantum Gravity. Lee Smolin. Basic Books, 2001.
2. The Quantum of Area? John Baez. Nature, vol.421, pp. 702-703; February 2003.
3. How Far Are We from the Quantum Theory of Gravity? Lee Smolin. March 2003. Препринт на сайте http://arxiv.org/hep-th/0303185
4. Welcome to Quantum Gravity. Special Section, Physics World, Vol.16, No.11, pp. 27-50; November 2003.
5. Loop Quantum Gravity. Lee Smolin.66 см2) и дискретный ряд допустимых площадей большего размера. Дискретные спектры допустимых квантовых площадей (слева) и квантовых объемов (в центре) в широком смысле похожи на дискретные квантовые уровни энергии атома водорода (справа).

Изображение квантового состояния объёма

ДИАГРАММЫ, НАЗЫВАЕМЫЕ СПИНОВЫМИ СЕТЯМИ, используются для представления квантовых состояний пространства при минимальном масштабе длины. Например, куб (а) — это объем, окруженный шестью квадратными гранями. Соответствующая спиновая сеть (b) содержит точку (узел), представляющую объем, и шесть линий, изображающих грани. Число возле узла указывает величину объема, а число возле линии — площадь соответствующей грани. В рассматриваемом случае объем равен восьми кубическим единицам Планка, а каждая из граней имеет площадь в четыре квадратные единицы Планка. (Правила петлевой квантовой гравитации ограничивают допустимые значения объемов и площадей определенными величинами: у линий и в узлах могут располагаться лишь определенные комбинации чисел.)

Если на верхней грани куба помещена пирамида (с), то линия, представляющая эту грань в спиновой сети, должна соединять узел куба с узлом пирамиды (d). Линии, соответствующие четырем свободным граням пирамиды и пяти свободным граням куба, должны выходить из соответствующих узлов. (Для упрощения схемы числа опущены.)

Вообще в спиновой сети один квант площади изображается одной линией (е), а площадь, составленная из многих квантов, обозначается многими линиями (f). Аналогично один квант объема изображается одним узлом (g), тогда как больший объем содержит много узлов (h), Так, объем внутри сферической оболочки задается суммой всех заключенных в ней узлов, а площадь поверхности равна сумме всех линий, проходящих сквозь границу области.

Спиновые сети более фундаментальны, чем конструкции из многогранников: любое сочетание полиэдров можно изобразить соответствующей диаграммой, но некоторые правильные спиновые сети представляют такие комбинации объемов и площадей, которые невозможно составить из многогранников. Такие спиновые сети возникают, когда пространство искривляется сильным гравитационным полем или квантовыми флуктуациями геометрии в планковских масштабах.

Эволюция геометрии во времени

ИЗМЕНЕНИЕ ФОРМЫ пространства при перемещении в нем материи и энергии и при прохождении через него гравитационных волн изображается дискретными перестройками, шагами спиновой сети. На рис. а связанная группа из трех квантов объема сливается в один; возможен и обратный процесс. На рис. b два объема разделяют пространство и соединяются с соседними объемами иным способом. При изображении в виде полиэдров два многогранника объединяются по их общей грани, а затем расщепляются, как при раскалывании кристаллов по другой плоскости. Такие шаги в спиновой сети происходят не только при больших изменениях геометрии пространства, но и при непрерывных квантовых флуктуациях в планковском масштабе.

Другой способ изображения шагов заключается в добавлении к диаграмме еще одной размерности — времени. В результате получается спиновая пена (с). Линии спиновой сети становятся плоскостями, а узлы превращаются в линии. Срез спиновой пены в определенный момент времени представляет собой спиновую сеть. Сделав ряд таких срезов, мы получим кадры фильма, повествующего о развитии спиновой сети во времени (d). Но обратите внимание, что эволюция, которая на первый взгляд кажется плавной и непрерывной, на самом деле идет скачками. Все спиновые сети, содержащие оранжевую линию (первые три кадра), отображают в точности одну и ту же геометрию пространства, Длина линий не имеет значения -для геометрии важно лишь то, как соединяются линии и каким числом отмечена каждая из них. Именно этим и определяется взаимное расположение и величина квантов объема и площади. Так, на рис, d в течение трех первых кадров геометрия остается постоянной — 3 кванта объема и 6 квантов площади. Затем пространство изменяется скачкообразно: остается 1 квант объема и 3 кванта площади, как показано на последнем кадре. Таким образом, время, определяемое спиновой пеной, изменяется не непрерывно, а последовательностью внезапных дискретных шагов.-43 с), но между ними время не существует; не может быть никакого «между», так же как нет воды между двумя соседними молекулами Н2O.

Экспериментальная проверка

КОГДА В МИЛЛИАРДАХ световых лет от нас происходит гамма-всплеск, мгновенный взрыв порождает гигантское количество гамма-лучей. В соответствии с теорией петлевой квантовой гравитации фотон, движущийся по спиновой сети, в каждый момент времени занимает несколько линий, т.е. некоторое пространство (в реальности на квант света приходится очень много линий, а не пять, как показано на рисунке). Дискретная природа пространства заставляет гамма-лучи более высокой энергии перемещаться немного быстрее. Разница ничтожна, но в ходе космического путешествия эффект накапливается миллиардами лет. Если возникшие при всплеске гамма-лучи разных энергий прибывают на Землю в разные моменты времени, то это свидетельствует в пользу теории петлевой квантовой гравитации.

Источник: «В мире науки»

квантовой связи | QuantumXC

Квантовая технология и исследования открывают двери всем видам новых возможностей и возможностей. Одна из этих возможностей связана со скоростью связи, что побуждает экспертов задуматься о том, быстрее ли квантовая связь, чем скорость света. Прочтите здесь простой анализ того, как работает квантовая связь.

На данный момент мы уверены, что квантовые компьютеры смогут делать удивительные вещи, решая сложные задачи бесконечно быстрее, чем классические компьютеры.Это имеет важные последствия для широкого круга областей, от прогнозирования погоды до медицинских исследований и развития искусственного интеллекта, не говоря уже об уже известном влиянии на кибербезопасность и способности взламывать существующие методы шифрования. Но быстрее ли квантовая связь, чем скорость света? Хороший вопрос. Если ответ «да», то откроется дверь к еще большему количеству возможностей, таких как общение в космосе.

На данный момент, однако, среди ученых преобладает мнение, что квантовая коммуникация не превышает скорость света.

Квантовая запутанность: «Жуткое действие на расстоянии»

Перспектива сверхсветовой связи вращается вокруг квантовой запутанности, феномена, который Эйнштейн описал как «жуткое действие на расстоянии». Идея состоит в том, что запутанность подразумевает мгновенное общение. Однако, несмотря на то, что запутанные квантовые частицы, кажется, взаимодействуют друг с другом мгновенно — независимо от расстояния, нарушая скорость света — с нашим нынешним пониманием квантовой механики невозможно отправить данные с помощью квантовой запутанности.В этом суть: невозможность отправлять данные или информацию. Чтобы «общаться», вам необходимо иметь возможность отправлять данные.

Квантовая запутанность — сложное явление, но, возможно, самое простое объяснение, любезно предоставленное журналом Astronomy Magazine, состоит в том, что квантовая запутанность возникает, «когда две частицы неразрывно связаны друг с другом, независимо от их отделения друг от друга. Хотя эти запутанные частицы физически не связаны, они по-прежнему могут мгновенно обмениваться информацией друг с другом — по-видимому, нарушая одно из самых жестких правил физики: никакая информация не может передаваться быстрее скорости света.Это основа для предположения, что квантовая запутанность может обеспечить связь со скоростью, превышающей скорость света. К сожалению, это не так просто.

Forbes рассматривает перспективу скорости квантовой связи в статье, в которой более подробно объясняется, почему квантовая запутанность не может обеспечить связь со скоростью, превышающей скорость света. В нем Чад Орзел предлагает несколько сценариев, в которых запутанность потенциально может позволить FTL-коммуникацию, но в каждом случае он находит причину, по которой это не работает.В конце концов, вы не можете заставить запутанную частицу перейти в определенное состояние, и вы не можете заставить измерение дать определенный результат, потому что результаты квантового измерения случайны. Даже при точной корреляции измерений между ними не передается никакой информации. Отправитель и получатель могут увидеть корреляцию только тогда, когда они снова соберутся вместе и сравнят измерения, которые они должны делать со скоростью света или ниже. Когда запутанные частицы влияют друг на друга, никакой реальной информации не передается.

История английского языка — поздний современный английский (ок. 1800

ИСТОРИЯ> ПОЗДНИЙ СОВРЕМЕННЫЙ АНГЛИЙСКИЙ (ок. 1800 — настоящее время)

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Ткацкие станки с паровым приводом были лишь одним из нововведений промышленной революции.
(из How Stuff Works, оригинал из Getty Images)

Даты могут быть довольно произвольными, но главное различие между ранним современным и поздним современным английским языком (или просто современным английским, как его иногда называют) заключается в его словарном запасе — произношение, грамматика и орфография остались в основном неизменными.Поздний современный английский язык накопил гораздо больше слов в результате двух основных исторических факторов: промышленной революции, которая потребовала новых слов для обозначения вещей и идей, которые ранее не существовали; и рост Британской империи, в течение которого английский язык перенял многие иностранные слова и сделал их своими. Ни одно из социально-культурных событий XIX века не могло сделать английский язык мировым, но вместе они сделали именно это.

Большинство инноваций промышленной революции конца 18-го и начала 19-го века были британского происхождения, включая использование пара для привода тяжелого оборудования, разработку новых материалов, технологий и оборудования в ряде отраслей обрабатывающей промышленности, а также появление новых транспортных средств (например,г. пароходы, железные дороги). По крайней мере половина влиятельной научно-технической продукции между 1750 и 1900 годами была написана на английском языке. Другая англоязычная страна, США, продолжила доминирование новых технологий и инноваций на английском языке, создав такие изобретения, как электричество, телеграф, телефон, фонограф, швейная машина, компьютер и т. Д.

Промышленные и научные достижения промышленной революции создали потребность в неологизмах для описания новых творений и открытий.В значительной степени это основывалось на классических языках, латинском и греческом, в которых обычно хорошо разбирались ученые того периода. Хотя таких слов, как кислород , белок , ядерный и вакцина , не существовало в классических языках, они могли быть (и были) созданы из латинских и греческих корней. Линза , преломление , электрон , хромосома , хлороформ , кофеин , градус , бактерии , хронометр и , основанные на клаустрофобии, другие слова — это просто наука которые были созданы в этот период научных инноваций, наряду с целым рядом -ологий и -ономий, таких как биология , петрология , морфология , гистология , палеонтология , этнология , энтомология , , таксономия и др.

Еще много новых слов было придумано для новых продуктов, машин и процессов, которые были разработаны в то время (например, поезд , двигатель , резервуар , шкив , сгорание , поршень , гидравлический , конденсатор , электричество , телефон , телеграф , литография , камера и др.). В некоторых случаях старые слова получали совершенно новое значение и оттенок (например,г. вакуум , цилиндр , аппарат , насос , сифон , локомотив , завод и т. Д.), И особенно популярны были новые слова, созданные путем объединения и слияния существующих английских слов в описательную комбинацию ( например, железная дорога , лошадиных сил , машинка , городской пейзаж , самолет и т. д.).

Британский колониализм начался еще в 16 веке, но набирал обороты между 18 и 20 веками.В конце XVI века носителей английского языка на родном языке насчитывалось всего 5-7 миллионов человек, почти все из которых проживали на Британских островах; за следующие 350 лет это число увеличилось почти в 50 раз, причем 80% из них живут за пределами Великобритании. В период расцвета Британской империи (в конце 19 — начале 20 века) Великобритания управляла почти четвертью земной поверхности, от Канады до Австралии, Индии, Карибского бассейна, Египта, Южной Африки и Сингапура.

Хотя английский язык почти не проник в Уэльс, Ирландию и Шотландское нагорье ко времени Шекспира, всего двести лет спустя, в 1780 году, Джон Адамс был достаточно уверен, чтобы утверждать (с определенной долей предвидения, но вполне разумно), что английскому языку суждено было в следующие и последующие столетия стать языком мира в большей степени, чем латынь в прошлом или французский в нынешнюю эпоху.В 1852 году немецкий лингвист Якоб Гримм назвал английский язык «языком мира» и предсказал, что ему «суждено править в будущем с еще более широким влиянием во всех частях земного шара».

Британский колониальный менталитет того времени считал само собой разумеющимся, что распространение английского языка и культуры на неразвитые и отсталые страны Африки и Азии было желательным. Мотив прибыли, возможно, был прежде всего, но был также и определенный альтруистический мотив, и многие видели в нем способ навести порядок и политическое единство в этих хаотических и междоусобных регионах (а также еще сильнее привязать их к Империя).В некоторой степени верно, что колонии были счастливы изучать язык, чтобы получать прибыль от британских промышленных и технологических достижений.

Но колониализм был двусторонним явлением, и отношения Британии с этими экзотическими странами, а также рост мировой торговли в целом за это время привели к появлению многих иностранных заимствований в английском языке. Например, Австралия дала нам набор слов (не особенно полезных вне контекста самой Австралии), таких как boomerang , kangaroo , budgerigar и т. Д.Но Индия дала нам такие повседневные слова, как пижамы , головорезов , бунгало , кроватка , джунгли , добыча , браслет , много шампуня , конфет , бак для конфет и другие. .

Рост так называемого нового английского языка (современные варианты или диалекты языка, такие как австралийский английский, южноафриканский английский, карибский английский, южноазиатский английский и т. Д.) Вызвал у некоторых призрак возможной фрагментации английского языка. язык на взаимно непонятные языки, как это произошло, когда много веков назад латынь породила различные романские языки (французский, испанский, итальянский и т. д.).Например, еще в 1789 году Ной Вебстер предсказал, что язык в Северной Америке будет столь же отличаться от будущего языка Англии, как современные голландский, датский и шведский языки отличаются от немецкого или друг от друга. Однако, оглядываясь назад, кажется, что этого не произошло, и в эпоху мгновенных глобальных коммуникаций сейчас кажется, что это произойдет с меньшей вероятностью в будущем.

В основном в период позднего Нового времени Соединенные Штаты, получившие независимость от Великобритании в 1783 году, установили свое повсеместное влияние в мире.Английская колонизация Северной Америки началась еще в 1600 году. Джеймстаун, штат Вирджиния, был основан в 1607 году, а отцы-пилигримы поселились в Плимуте, штат Массачусетс, в 1620 году. Первыми поселенцами были тогдашние современники Шекспира (1564-1616), Бэкона. (1561–1626) и Донн (1572–1631), и говорили бы на похожем диалекте. Один поселенец описал новую землю как отвратительную и пустынную пустыню, полную диких зверей и диких людей, и половина поселенцев была мертва в течение нескольких недель после их прибытия, непривычных к суровой зиме.Фактически, колония, вероятно, пошла бы по пути более ранней злополучной попытки поселения на острове Роанок в 1584 году, если бы не помощь американца по имени Скванто, который выучил английский у английских моряков.

Части Нового Света уже давно были колонизированы французами, испанцами и голландцами, но английские поселенцы, такие как отцы-пилигримы (и те, кто вскоре последовал за ними), отправились туда, чтобы остаться, а не только в поисках богатств или торговых возможностей. Они хотели утвердиться на постоянной основе, работать на земле и сохранить свою культуру, религию и язык, и это было решающим фактором выживания и развития английского языка в Северной Америке.Позже железный канцлер Германии Отто ван Бисмарк с сожалением заметил, что самым значительным событием ХХ века станет то, что североамериканцы говорят по-английски.

Интересно, что некоторые английские произношения и обычаи застыли, когда они прибыли в Америку, в то время как они продолжали развиваться в самой Великобритании (иногда называемое колониальным отставанием), так что в некоторых отношениях американский английский ближе к английскому Шекспира, чем современный британский Английский это. Возможно, самым известным примером является использование в Америке , а затем , который давно исчез из использования в Великобритании (хотя забыли, сохранилось).Но американцы используют такие слова, как , падение для британцев осень , мусор для мусора , свиней для свиней , больных для больных , предположительно для мыслей и заем на заем — все это примеры такого анахроничного британского словоупотребления. Америка сохранила несколько слов (например, крупный , новичок , талантливый и скудный ), которые были в значительной степени исключены в Великобритании (хотя некоторые с тех пор были восстановлены), и такие слова, как лес и лот скоро приобрели свое специфическое американское значение.Что-то похожее на шекспировскую речь иногда можно встретить в изолированных долинах Аппалачей или Озарк, где слова вроде afeard , yourn , sassy и имеют вид , а старые произношения, такие как jine для , присоединяются к , иногда могут быть слышал.

Поселение в Америке послужило путем введения многих индейских слов в английский язык. Большинство первых поселенцев были суровыми пуританами, и они были довольно консервативны в принятии местных слов, которые в значительной степени ограничивались терминами для местных животных и продуктов питания (например,г. енот , опоссум , лось , бурундук , скунс , помидор , кабачок , гикори и т. Д.). Во многих случаях оригинальные коренные слова было очень трудно передать на английском языке, и они часто искажались почти до неузнаваемости (например, squash происходит от исконного quonterquash или asquutasquash , в зависимости от региона; racoon — из raugraughcun или rahaugcum ; гикори из pawcohiccora и т. д.).Некоторые слова, необходимые для описания образа жизни коренных американцев, также были приняты (например, canoe , squaw , papoose , wigwam , moccasin , tomahawk ), хотя многие другие слова и выражения, предположительно полученные от коренных жителей ( такие как brave , peace-pipe , pale-face , war-path и т. д.) были на самом деле ложными и плодом плодотворного воображения американских романтических писателей XIX века.Новые слова были также необходимы для некоторых географических особенностей, которые не имели очевидных английских параллелей в ограниченном опыте поселенцев (например, предгорья , выемки , обрыв , разрыв , раздел , водораздел , расчистка и др.).

Однако иммиграция в Америку не ограничивалась англоговорящими. В частности, во второй половине XIX века в страну хлынуло более 30 миллионов человек со всех концов света.На пике иммиграции, с 1901 по 1905 год, Америка поглотила миллион итальянцев, миллион австро-венгров, полмиллиона русских и десятки тысяч из многих других стран. Многие национальности основали свои собственные центры: амиши или пенсильванские голландцы (на самом деле немцы, как в немецком языке), как правило, оставались в своих изолированных общинах и разработали характерный английский язык с сильным немецким акцентом и своеобразным синтаксисом; многие немцы также поселились в Висконсине и Индиане; Норвежцы поселились в Миннесоте и Дакоте; Шведы в Небраске; и т.п.

Часто иностранцев презирали или смеялись, и новички считали, что в их интересах хорошо интегрироваться и соблюдать как можно больше единообразия речи и языка. Это, а также улучшения в транспорте и коммуникации, привели к меньшему количеству и менее отчетливым диалектам, чем в гораздо меньшей территории Британии, хотя есть некоторые заметные (и, по-видимому, довольно произвольные) региональные различия даже внутри некоторых штатов. Несколько изолированных сообществ, таких как так называемые сообщества Tidewater вокруг Чесапикского залива в Вирджинии (которые в основном произошли от поселенцев из Сомерсета и Глостершира в Западной Англии, в отличие от поселенцев Массачусетса, которые были в основном из восточных графств Англии) сумели сохранить характерный резкий акцент западного кантри своих предков.Но к XIX веку на большей части территории страны развился стандартный вариант американского английского, основанный на диалекте среднеатлантических штатов с его характерным плоским a и сильным окончанием r. Сегодня стандартный американский английский, также известный как общий американский, основан на обобщенном среднезападном акценте и знаком нам по американским фильмам, радио и дикторам. Фанаты американского языка, такие как Джон Адамс, Бенджамин Франклин и Ноа Вебстер, упивались перспективой простого английского, свободного от региональных диалектов и классовых различий Британии.Задолго до Декларации независимости британские посетители Америки часто отмечали, что средний американец говорит по-английски намного лучше, чем средний англичанин. После американской войны за независимость 1775-1783 гг. Велась дискуссия о том, должен ли английский оставаться национальным языком, но на самом деле это никогда не вызывало сомнений и даже не упоминалось в новой Конституции (даже сегодня США не имеют официальный язык, как, собственно, и Австралия, и сама Великобритания).

Колонизация Канады происходила совершенно отдельно от Америки. Британские, французские и португальские экспедиции на восточное побережье Канады были еще до конца 15 века, но первое постоянное европейское поселение было во Франции в 1608 году. Британские интересы в Канаде не совпадали до начала 18 века, но, после Парижского мирного договора 1763 г. Великобритания вырвала контроль над большей частью восточной Канады у французов, и она стала важной британской колонией.Война 1812 года против американцев, а также Конфедерация и независимость от Британии в 1867 году окончательно закрепили обособленность английской Канады.

Английский язык в Канаде также находился под влиянием последовательных волн иммиграции, от притока лоялистов с юга, спасающихся от американской революции, до британцев и ирландцев, которых поощряли заселять землю в начале 19 века, до огромной иммиграции из всех стран. по всему миру в 20 веке.Но, прежде всего, речь лоялистов, прибывающих в южный Онтарио из таких штатов, как Пенсильвания и Нью-Йорк, легла в основу канадской речи и ее акцента (включая характерное произношение ou в таких словах, как house и out , а i в словах типа light ). Современный канадский английский имеет тенденцию проявлять очень небольшое региональное разнообразие в произношении, даже по сравнению с Соединенными Штатами, причем ирландский диалект ньюфаундленда, несомненно, является самым характерным диалектом.

Канадский английский сегодня содержит элементы британского английского и американского английского в своем словаре (он также использует своего рода гибрид американского и британского правописания), а также несколько отличительных канадских языков (например, hoser , hydro , chesterfield и т. Д. , и вездесущее eh? в конце многих предложений). На его лексику повлияли заимствования коренных народов Севера (например, иглу , анорак , тобогган , каноэ , каяк , парка , мускус , карибок и др.), А также французское влияние (e.г. serviette , tuque ) из Нижней Канады / Квебека.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Экспедиция Льюиса и Кларка (1804-06)
(из Википедии)

В 1813 году Томас Джефферсон написал в письме: «Новые обстоятельства, в которых мы оказались, требуют новых слов, новых фраз и переноса старых слов на новые объекты.Таким образом, будет сформирован американский диалект «. По мере того как поселенцы (в том числе значительная часть ирландцев и шотландцев с их собственными отличительными акцентами и употреблением английского языка) продвигались на запад, действительно были введены новые термины, и эти первопроходцы были гораздо менее сдержанны в принятии местные слова или, действительно, чтобы составить свои собственные. Журналы Льюиса и Кларка, написанные, когда они исследовали маршруты к западному побережью в 1804-1806 годах, содержат более 500 местных слов (в основном животных, растений и продуктов питания). к западу от реки Миссисипи дал нам слово диковинное , чтобы описать его идиосинкразические символы.

Хваленый простой английский язык Джона Адамса отошел на второй план в руках таких ярких персонажей, как Дэви Крокетт (который сам был из шотландско-ирландского происхождения) и других, которые считали западное расширение предлогом для расширения языка новыми словами и причудливыми Американизмы, такие как skedaddle , bamboozle , shebang , riff-raff , hunky-dory , lickety-split , rambunctious , ripsnorter 0003, doosnorter 0003, , discombobulate , absquatulate , splendiferous , и т. Д., Не говоря уже о запоминающихся фразах вроде fly off the handle , чип на плече , no axe to grind , сидит на заборе , уклоняться от проблемы , кулаком вниз , заставить мех летать , иди вперед , пнуть ведро , смотреть в лицо музыке 9 0004, укусить пыль , лаять не на то дерево , передать доллар , сложить колоду , покер-фейс , в сговоре , ставок , здравого смысла , два цента на , на , на богатство , на настоящий Макко у и даже фраза на жесткую верхнюю губу (в отношении их более ограниченных британских кузенов).От преднамеренно написанных с ошибками и диалектических произведений Артема Уорда и Джоша Биллингса до популярных романов, таких как «Хижина дяди Тома » Гарриет Бичер-Стоу (1852 г.) и « Гекльберри Финн » Марка Твена (1884 г.), этот американский язык быстро распространился и стал в процессе более общеприемлемым как в повседневной речи, так и в литературе.

Многие испанские слова также проникли в американский английский во время расширения и заселения американского Запада, находящегося под влиянием испанцев, включая такие слова, как armadillo , alligator , canyon , cannibal , guitar , mosquito , mustang , ranch , rodeo , stampede , табак , tornado и vigilante (некоторые из которых также изначально были заимствованы из местных языков).В меньшей степени французские слова из французского присутствия в районе Луизианы и в Канаде внесли свой вклад в такие заимствования, как gopher , prairie , depot , cache , cent и dime , а также Названия мест французского происхождения, например Detroit , Illinois , Des Moines и т. Д.

Не следует недооценивать количество американских монет, позже экспортированных обратно в метрополию. Они включают в себя такие часто используемые слова, как пригород , bedrock , sag , snag , soggy , принижать , longy , стриптиз , gimmick ager, 000 похмелье , teetotal , fudge , publicity , joyride , blizzard , showdown , uplift , movie , oblift , business , cocktail , skyscraper , bootleg , highfalutin , guesstimate , raincoat , cloudburst , около , 000, genoc3 ретроспективно и кладбище среди многих других.Даже слово кольцевой изначально пришло из Америки, хотя круговоротов там почти нет. Возможно, типичным американизмом является OK ( хорошо ), который стал одним из самых известных и широко распространенных терминов во всем мире. Его происхождение несколько неясно и до сих пор горячо обсуждается, но, похоже, оно стало обычным явлением в Америке в 1830-х годах. Многие из этих американизмов были встречены в Британии с определенной долей снобизма, и многие слова, считавшиеся американскими по происхождению, были осуждены британской интеллигенцией как неотесанные и неполноценные (хотя многие из этих очерняемых слов на самом деле оказались более древнего английского происхождения. на первом месте).

Сегодня около 4000 слов по-разному используются в США и Великобритании ( лифт / лифт , кран / кран , ванна / ванна , шторы / шторы , бисквит / cookie и boot / trunk — лишь некоторые из наиболее известных), и все чаще американское использование вытесняет традиционные слова и фразы обратно в Великобританию (например, грузовик для грузовика , самолет для , самолетов и др.).Американское правописание также становится все более распространенным в Великобритании (например, тюрьма для тюрьмы , вагон для вагон , отражение для отражения и т. Д.), Хотя некоторые американизированные изменения в правописании на самом деле уходят в прошлое (например, слова как horrour , terrour , superior , emperor и Governor изначально записывались как horrour , terrour , superiour , emperour и 1755 по 17 «Словарь» , даже если другие слова вроде цвет , юмор и честь сопротивлялись таким изменениям).

Практика перевозки дешевой черной рабочей силы из Западной Африки в Новый Свет была начата испанцами в XVI веке, и ее также использовали португальцы, голландцы и французы, но серьезно переняли ее британцы в ранние годы. 17 век. Британцы основали многочисленные аванпосты в Карибском бассейне (названные Колумбом Вест-Индией из-за убеждения, что он достиг островов Индии или Азии западным путем) и создали целую торговую империю, чтобы воспользоваться этим. тропического климата региона.Трудоемкая работа на плантациях табака, какао, хлопка и, особенно, сахарных плантаций требовала большого количества дешевых рабочих, и для этого был разработан Атлантический треугольник работорговли (Британия — Западная Африка — Америка), хотя вскоре спрос также вырос и для домашних хозяйств. слуги.

Число африканских рабов в одной только Америке выросло с 20 в 1619 году до более 4 миллионов во время отмены рабства в Америке после гражданской войны в 1865 году (британцы отменили работорговлю ранее, в 1807 году).Рабы, которых британцы привозили для работы на плантациях юга Америки и островов Вест-Индии, были в основном из региона Западной Африки, богатого сотнями разных языков, и большинство из них были превосходными лингвистами-естественниками, часто говорящими от трех до трех человек. шесть африканских языков свободно. Из-за преднамеренной практики перевозки рабов разного языкового происхождения вместе (в попытке избежать заговоров и восстаний) пленники разработали свой собственный английский язык пиджин, который они использовали для общения с преимущественно англоговорящими моряками и землевладельцами. а также между собой.

Пиджин — это сокращенный язык, возникший в результате продолжительных контактов между людьми, у которых нет общего языка. В частности, упрощены формы глаголов (например, я пошел, беги в школу, он пошел, и т. Д.), Но также часто используются прилагательные вместо наречий, глаголы вместо предлогов, местоимения не изменяются и т. Д. В результате урезанный язык может быть таким: сырая, но обычно она исправна и эффективна.

Когда-то обосновавшись в Америке, эти пиджины превратились в устойчивые креолы, формы упрощенного английского языка в сочетании со многими словами из различных африканских языков.Большинство африканских рабов вышли на берег на острове Салливан, недалеко от Чарльстона, Южная Каролина, и даже сегодня Гуллу можно услышать на многих морских островах у побережья Каролины и Джорджии. Гулла — это англо-африканский наречий (название, возможно, происходит от слова Angola ), которое, как считается, заметно не изменилось по сравнению с тем, на котором говорили африканские рабы два или три века назад. Гулла и подобные креолы с плантаций послужили основой для большей части современного черного американского английского, уличного сленга и хип-хопа, но, что интересно, они также значительно повлияли на язык и акцент белых аристократических владельцев и современный английский в южных штатах.

Популярные истории дяди Ремуса конца XIX века (многие из них основаны на персонаже-обманщике Братеца Кролика и других, таких как Братец Фокс, Братец Вольф и т. Д.), Вероятно, основаны на этом креольском языке, смешанном с коренным происхождением чероки (хотя на самом деле это были коллекции белых американцев, таких как Джоэл Чендлер Харрис). Следующий отрывок взят из рассказа Чарльза Колкока Джонса-младшего 1888 года Братец Лев и Братец Коза :

Братец Лев ведёт охоту, а шпион Братец Козёл, да ведёт вниз вершину эр большой скалы, да вук, да мут ан дер чау.Эх подкрадывайся фу кетч ммм. Wen eh git close to um eh notus um good. Братец Коза продолжай пить. Братец Лев попробуй, черт возьми, у брата Козы, да ешь. Eh yent see nuttne nigh um ceptin de nekked rock wuh eh duh led down on. Братец Лев каменистый. Эх, погоди, братан Козел. Братец Козел, давай, давай, давай. Братец Лев не может выйти, а подойти близко, а сказать: «Эй! Братец Коза, а ты ешь?» Братец Козел скейд вэнь Братец Лев встанет перед эм, но да, держи его, боле харт, эх мек ансур: «Я, черт возьми, рок, а если ты не уйдешь, когда я закончил, эм, я гайн съел тебя.»Это большой wud sabe братец Коза. Боле, человек, черт возьми, трусливый человек потеряет жизнь, а трус».

Многие слова могут сначала показаться странными, но их значения становятся довольно ясными при произнесении вслух, а написание дает хорошее приближение к черному / карибскому акценту (например, notus для примечания , bole для жирного шрифта , ansur для ответ , skade для scared и т. Д.). Dis / dem / dey используются для , это /, их / они , чтобы избежать трудного английского звука th, и многие другие употребления знакомы по современным карибским акцентам (напримерг. , , , , , , , штука , , , , и т. Д.). Для простоты прилагательные часто заменяют наречия (например, coward man ), а глаголы могут быть упрощены (например, Brer Lion bin a hunt ) или полностью опущены (например, Brer Lion stonish ). Двойные прилагательные (например, большой большой ) часто используются в качестве усилителей, но не в этом конкретном отрывке.

Ямайский креольский язык (местно известный как патва, от слова patois) был одним из самых глубоких в Карибском бассейне, отчасти из-за огромного количества людей, перевезенных туда, а также из-за сильного акцента, который почти не поддается расшифровке.Вариации английских креолов постепенно смешивались с другими креольскими формами, основанными на французском, испанском и португальском языках, что привело к разнообразию английских разновидностей на Карибских островах, а также в прилегающих районах Центральной и Южной Америки. Знакомые слова, такие как приятель для брата , palaver для бед и pikni для ребенка , возникли из этих креолов, и такие слова, как барбекю , смекалка , nitty-gritty , гамак , ураган , саванна , каноэ , каннибал , картофель , табак и кукуруза также были ранними введениями на английский язык из Карибского бассейна, часто через испанский или португальский.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Генеалогическое древо распространения английского языка по всему миру
(из Кембриджской энциклопедии английского языка после Питера Стревенса)

Но Северная Америка была не единственным Новым Светом. В 1788 году, менее чем через двадцать лет после высадки Джеймса Кука, Британия основала свою первую исправительную колонию в Сиднее, Австралия (когда-то называлась просто Terra Australis Incognita, Неизвестная южная земля).Около 130 000 заключенных были перевезены сюда в течение следующих 50 лет, за ними последовали другие свободные поселенцы. Большинство поселенцев были из Лондона и Ирландии, что привело к очень характерному и эгалитарному акценту и базовому английскому словарю, дополненному некоторыми аборигенными словами и выражениями (например, бумеранг , кенгуру , коала , валлаби , волнистый попугайчик и др.). Австралийские аборигены были кочевниками и замкнутыми, а их число относительно невелико (возможно, 200 000 человек, говорящих на более чем 200 разных языках), поэтому заимствованных ими слов в английском было немного, и они в основном ограничивались местными названиями растений и животных.

Со временем осужденные, отбывшие свой срок, стали гражданами развивающейся страны и стали эвфемистически известными как правительственные деятели, легитимные, изгнанники или строители империй. Некоторые британские сленговые слова, особенно термины кокни и слова из подпольного языка Flash преступных классов, стали более широко использоваться в Австралии, чем в Великобритании (например, chum , swag , bash , cadge , grub , dollop , lark , crack и т. Д.), А некоторые отчетливо австралийские термины были первоначально старыми английскими словами, которые в значительной степени вымерли за пределами Австралии (например,г. cobber , экскаватор , pom , dinkum , walkabout , tucker , dunny ).

Новую Зеландию начали заселять европейские китобои и миссионеры в 1790-х годах, хотя официальная колония не была основана там до 1840 года. Новая Зеландия стремилась подчеркнуть свою национальную идентичность (и особенно ее отличия от соседней Австралии), и это повлияло на ее собственная версия английского языка, а также включение в язык родных слов маори.

Британское поселение в Южной Африке началось всерьез в 1820 году, и почти полмиллиона англоговорящих иммигрантов переехали сюда в последней четверти XIX века, желая воспользоваться открытиями золота и алмазов. Голландцы жили в Южной Африке с 1650-х годов, но вскоре волна британских поселенцев начала англизировать африкаанс (голландцев) и чернокожее население. Английский стал официальным языком в 1822 году, и, как и в Австралии, со временем развился характерный однородный акцент, заимствованный у различных групп поселенцев.Хотя английский всегда был — и остается — языком меньшинства, на котором говорят менее 10% южноафриканцев, африкаанс считалось 80% черным большинством языком власти и репрессий (слово апартеид , в дополнение к trek , остается самым известным вкладом Южной Африки в лексикон английского языка), и английский язык для них стал средством достижения международного голоса. В 1961 году Южная Африка стала единственной страной, которая когда-либо открыла официальную Академию для продвижения английского языка.В конституции Южной Африки 1993 года было названо не менее одиннадцати официальных языков, из которых всего два — английский и африкаанс, но английский все чаще признается в качестве лингва-франка.

В Западной Африке торговое влияние Англии началось еще в конце 15 века. В этом богатом языками и многоязычном регионе возникло несколько английских пиджинов и креолов, многие из которых (например, крио, де-факто национальный язык Сьерра-Леоне) существуют до сих пор. Сьерра-Леоне, Гана, Гамбия, Нигерия и Камерун в 19 веке управлялись как колонии Британской короны, и влияние английского языка по-прежнему имеет первостепенное значение в регионе.Либерия, основанная в 1822 году как родина для бывших американских рабов (аналогично тому, как Сьерра-Леоне была основана британцами в 1780-х годах), является единственной африканской страной с американским влиянием.

В Восточной Африке британская торговля началась примерно в конце 16 века, хотя систематический интерес возник только в 1850-х годах. Шесть современных восточноафриканских государств с историей британского имперского правления XIX века (Кения, Танзания, Уганда, Малави, Замбия и Зимбабве) предоставили английский статус официального языка после достижения независимости в 1960-х годах.Английский язык широко используется в правительстве, государственной службе, судах, школах, средствах массовой информации, дорожных знаках, магазинах и деловой переписке в этих странах, и, поскольку там поселилось больше британских эмигрантов, чем в более сложных климатических условиях Западной Африки, более образованные и стандартные Там выросло англоговорящее население, и потребность в развитии пиджин-языков уменьшилась.

Британская Ост-Индская компания открыла свою первую торговую станцию в Индии в 1612 году и быстро расширилась.Поначалу британским торговцам приходилось изучать различные языки Индии, чтобы вести бизнес (хинди, бенгали, гуджурати и другие). Но вскоре были открыты школы и христианские миссии, и британские чиновники начали навязывать английский язык местному населению. В период британского суверенитета в Индии (Радж), с 1765 года до раздела и независимости в 1947 году, английский стал средством управления и образования на всем индийском субконтиненте, особенно после знаменитого (или печально известного) «Минут» Томаса Маколея. от 1835 г.Некоторые приветствовали это (особенно в дравидоязычных районах южной Индии, которые предпочли английский язык как lingua franca альтернативе хинди), но отвергли и высмеяли другие. Среди индийских администраторов, клерков и юристов выросла особенно яркая и изысканная версия английского языка, включающая крайнюю формальность и вежливость, которую иногда называют английским бабу.

Хотя в настоящее время английский является вспомогательным официальным языком (один из 15 официальных языков в стране, насчитывающей 1652 языка и диалектов) и гораздо менее важен, чем хинди, он по-прежнему используется в качестве лингва-франка в правовой системе, правительственной администрации и других странах. армия, бизнес, СМИ и туризм.Тем не менее, помимо вклада Британии в индийский язык, многие языки Индии (особенно хинди) вернули много слов, таких как pajamas , bandanna , pundit , bungalow , veranda , dinghy , кроватка , диван , гуль , джунгли , добыча , наличные , тодди , карри , конфеты , чит напиток, thug (thug ) , cushy , yoga , bangle , shampoo , khaki , turban , tank , juggernaut , и т. Д.

Английский также стал языком власти и элитного образования в Юго-Восточной Азии, первоначально через его торговые территории в Пенанге, Сингапуре, Малакке и Гонконге. Папуа-Новая Гвинея развивалась по-другому, создав широко распространенный английский язык пиджин, известный как ток писин («Talk Pidgin»), который теперь является его официальным языком. Филиппины были американской колонией в первой половине 20-го века, и влияние американского английского там остается сильным.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Noah Webster’s The American Spelling Book
(из Открытой библиотеки)

Джордж Бернард Шоу (или, возможно, Оскар Уайльд, Дилан Томас или даже Уинстон Черчилль, атрибуция неясна) однажды пошутил, что Англия и Америка — две страны, разделенные общим языком, и отчасти причина различий между двумя версиями английского языка. заключается в американской склонности к реформированию и упрощению языка.В 1760-х годах Бенджамин Франклин активно выступал за реформу орфографии (он выступал за отмену ненужных букв c, w, y и j и добавление шести новых букв), как позже это сделали Ной Вебстер и Марк Твен. Честно говоря, в Британии также звучали призывы к реформе, в том числе от таких литературных корифеев, как Альфред Лорд Теннисон, Артур Конан Дойл, Джордж Бернард Шоу и даже Чарльз Дарвин, хотя британские усилия в целом почти не имели эффекта.

И Томас Джефферсон, и Ноа Вебстер были полностью убеждены, что американский английский превратится в совершенно отдельный язык.К концу XIX века английский лингвист Генри Суит предсказал, что через столетие Англия, Америка и Австралия будут говорить на взаимно непонятных языках из-за их независимых изменений произношения (как оказалось, с развитием языка мгновенная глобальная коммуникация, различные диалекты скорее сходятся, чем расходятся, и американское экономическое и культурное доминирование становится все более очевидным как в британской, так и, в особенности, в австралийской речи и использовании).

Ноя Вебстеру часто приписывают изменение американской орфографии в одиночку, особенно через его словари: The American Spelling Book (впервые опубликовано в 1788 году, хотя за период с 1788 по 1829 год оно вышло не менее 300 изданий и, вероятно, стало самая продаваемая книга в американской истории после The Bible ), The Compendious Dictionary of the English Language (1806) и The American Dictionary of the English Language (1828).Фактически, многие изменения, которые он внес в свои словари, уже происходили в Америке (например, написание Theater и center вместо Theater и center ), и многие другие вполне могли произойти в любом случае. Но он в значительной степени отвечал за исправленное написание таких слов, как color и honor (вместо британских color и honor ), traveller и jeweler (для traveller и jeweler ). , проверка и маска (для проверка и маска ), защита и нападение (для защиты и нападение ), плуг для плуг , а также скорее нелогичное принятие алюминия вместо алюминия .

Многие из Вебстеров более радикальные рекомендации по правописанию (например, soop , groop , bred , wimmen , fether , fugitiv , tuf , thum 000 hed 000, hed tung , fantom , croud , ile , Definit , excin , medicin и т. Д. В значительной степени игнорировались, как и большинство его предложений по произношению (e.г. deef для глухих , booty для beauty , nater для nature и т.д.), хотя он отвечал за текущее американское произношение таких слов, как schedule и лейтенант . Вебстер также утверждал, что изобрел такие слова, как деморализовать , признательность , аккомпанемент , подтвержденный и расход , хотя эти слова фактически использовались в течение нескольких столетий.

Для многих американцев, таких как Вебстер, владение языком и разработка того, что впоследствии стало называться стандартным американским английским, считалось делом чести (чести) для новой независимой нации.Но такие реформы яростно критиковались в Британии, и даже в Америке началась так называемая «словарная война» между сторонниками американизма Вебстера и более консервативного подхода Джозефа Вустера и других под влиянием Великобритании. Когда братья Мерриам купили права на словари Вебстера и выпустили первый словарь Мерриам-Вебстера в 1847 году, они фактически исключили большинство более радикальных идей Вебстера по правописанию и произношению, и работа (и ее последующие версии) мгновенно приобрели успех.В 1906 году американский филантроп Эндрю Карнеги попытался воскресить некоторые реформы Вебстера. Он внес большие суммы денег в Совет по упрощенному правописанию, что привело к принятию в Америке более простых вариантов написания слов, таких как ax , суд , каталог , программа и т. Д. Президент Теодор Рузвельт согласился использовать это написание для всех федеральных публикаций, и они быстро прижились, хотя все еще было жесткое сопротивление таким рекомендованным изменениям, как tuf , def , troble , yu , filosofy и т. д.

Огромное количество романов (различного качества и литературной ценности) было опубликовано в 19 веке, чтобы удовлетворить явно ненасытный аппетит викторианской Британии к романтическим историям, начиная от возвышенности произведений Джейн Остенс и заканчивая витиеватыми излишествами и избитой формулировкой, типичной для Эдварда. Бульвер-Lyttons известного открытие линия Это была темная и бурной ночь … из-за стриктуры чопорного викторианского общества, изобретательский список эвфемизмов были популяризировало для частей тела и других неприличных понятий, в стыдливости, возможно, олицетворяющий Томасом Bowdlers bowdlerization из произведения Шекспира, в которых оскорбительные слова вроде strumpet , whore , devil и т. д. были удалены или смягчены.

Язык Джейн Остин начала 19 века кажется весьма современным в плане лексики, грамматики и стиля, но он скрывает некоторые тонкие различия в значении, которые с тех пор были утеряны (например, комплимент обычно означал просто вежливо или условно. похвала; заключенный обозначал скорее обитателя любого вида, чем заключенного; гений было общим словом для обозначения интеллекта и не предполагал исключительной доблести; уважение охватывал чувство искренней привязанности; раздражение не несло своего современный негативный оттенок, просто возбуждение; благодарность может также означать удовлетворение; гостиная означало прогуляться, а не сидеть или сутулиться; к эссе означать попытку чего-то и т. д.).Для Остин и других писателей ее поколения правильная грамматика и стиль (то есть «правильный» в соответствии с требованиями Роберта Лоута «Грамматика ») были важными социальными маркерами, а использование нестандартной лексики или грамматики было бы нежелательным. рассматривается как признак вульгарности, которого следует избегать любой ценой.

Новые идеи, новые концепции и новые слова были представлены в ранних научно-фантастических и теоретических романах Мэри Шелли, Жюля Верна и Герберта Уэллса. Льюис Кэрролл начал экспериментировать с придуманными словами (в частности, смешанными словами или словами «портманто») в таких стихотворениях, как Jabberwocky (1872). Chortle и galumph — это два слова из стихотворения, которое перешло на повседневный английский, но произведение забито бессмысленными словами, как это видно из первых нескольких строк: Twas brillig и slithy toves / Вращались и качались в вабе: / Все мимсы были бороговами, / И моменты опережали ).

Но некоторые поистине революционные работы были не за горами в начале 20 века, от Вирджинии Вульф до Т.С. Элиота, Уильяма Фолкнера, Сэмюэля Беккета и, пожалуй, наиболее решительно, нововведений ирландца Джеймса Джойса в Ulysses и Finnegans Wake (хотя из сотен новых слов в этих работах только мономифов и quark пользовались любой валютой, и это довольно ограниченно).Одного предложения из Поминки по Финнегану (1939) может быть достаточно, чтобы оценить масштабы неологистского буйства Джойса:

Бедный страж из белых бедняков, по всей видимости, измученный болтовней, был буквально поражен болезненным сакэ, как он взорвался, куда он ушел, куда он намеревался сделать, как вы думаете, и где весь день, что он у него было множество ударов, побуждаемых и шатающихся к нему в своих деревенских портах на каледозианской способности Лютувиского в мехах кафтана, и даже более того, когда, глядя на его величайшие изумления, говорили, что он, ащу, развлекай обеспокоенных из мертвой меди грязи, как это, arrahbejibbers, сговорившийся с господствующим орденом и исключающий благородную порцию, он был именно енотом, приносящим в дом два галлона, согласно королевской, полной домашней птице до своего убийства.

Очевидно, что это английский, выведенный на совершенно новый уровень, раздвигающий границы языка, и он считается одним из самых сложных произведений художественной литературы на английском языке. Хотя базовая грамматика и синтаксис английского языка более или менее не повреждены, они написаны в экспериментальном стиле потока сознания и содержат массу литературных намеков, слов и словесных ассоциаций, подобных сновидениям. Почти половина словарного запаса состоит из неологизмов (особенно сложных слов, таких как allwhite , bigmost , countryports , outgift и т. Д., И portmanteau или смешанных слов, например guardiant , , где , conspuent и т. д.), и многие из узнаваемых слов используются идиосинкразическим и нестандартным образом.Некоторые из изобретений Джойса (не в этом примере) состоят из 100 букв. Первоначальное восприятие работы колебалось между бешеной похвалой и выражениями абсолютного непонимания и презрения, и даже сегодня это остается вопросом поляризации. О книге по-прежнему больше пишут, чем читают.
В конце XIX века шотландский лексикограф Джеймс Мюррей получил задание составить Новый английский словарь по историческим принципам . Он работал над этим проектом 36 лет с 1879 года до своей смерти в 1915 году, и его результаты были дополнены другими и опубликованы в 1928 году как Oxford English Dictionary .Он содержал 415 000 статей, поддержанных почти 2 миллионами ссылок, и насчитывал более 15 000 страниц в 12 томах, и был немедленно принят как исчерпывающий справочник по английскому языку. Интересно, что в этой версии использовалось американское окончание -ize для таких слов, как , обозначают , , обозначают и т. были выпущены в 1933 и 1972-6 годах, он не пересматривался и не дополнялся до 1989 года, когда было опубликовано текущее (второе) издание, в котором перечислено более 615 000 слов в 20 огромных томах, что официально является самым большим словарем в мире.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Сэр Эрнест Гауэрс Полное простое слово
(из Википедии)

К концу XIX века США обогнали Великобританию как страну с самой быстрорастущей экономикой в мире, а экономический империализм Америки продолжил импульс Британской промышленной революции в XX веке. Американское доминирование в экономической и военной мощи, а также его подавляющее влияние в средствах массовой информации и массовой культуре гарантировали, что английский язык оставался самым важным языком в мире и самым близким к глобальному языку, который когда-либо видел мир.

Возможно, в ответ на предполагаемое присвоение или совместное использование английского языка Соединенными Штатами в Англии продолжал расти определенный языковой снобизм. В 1917 году Дэниел Джонс представил концепцию принятого произношения (иногда называемого английским языком королевы, английским языком BBC или английским языком для государственных школ), чтобы описать разнообразие стандартного английского языка, на котором говорят образованные средние и высшие классы, независимо от того, в какой части Англии они могут жить. дюйм. Изобретение радио в 1920-х годах, а затем телевидения в 1930-х, распространило этот архетипический английский акцент в массы и еще больше укрепило его позиции, несмотря на то, что на нем говорит только примерно 1 из 50 человек.В то же время региональные акценты были еще более очерчены и маргинализованы. Однако после Второй мировой войны в Англии стала проявляться большая снисходительность к региональным английским разновидностям, как в образовании, так и в средствах массовой информации.

В середине века в Британии была реакция против того, что Джордж Оруэлл назвал уродливым и неточным современным английским языком того времени. В антиутопическом романе Оруэлла «Девятнадцать восемьдесят четыре» такие слова, как двоемыслие , мысленное преступление , новояз и черно-белый , дают кошмарное видение того, где он видел развитие языка.Движение Plain English, которое подчеркивало ясность, краткость и отказ от технического языка, было поддержано сэром Эрнестом Гауэрсом The Complete Plain Words , опубликованным в начале 1950-х годов, и тенденция к более простому языку, подходящему для целевой аудитории, продолжилась. в официальных и юридических коммуникациях, за которым последовало аналогичное движение в Соединенных Штатах в 1970-х годах. Сам Гауэрс считал, что юридический язык — это отдельный случай, будучи скорее наукой, чем искусством, и не может подчиняться правилам простого английского, но в последние годы в юридических документах также наблюдается тенденция к упрощению формулировок.

20-й век был, помимо прочего, веком мировых войн, технологических преобразований и глобализации, и каждый из них стал источником новых дополнений к лексикону. Например, такие слова, как blockbuster , bow-dive , shell-shock , camouflage , radar , barrage , boondocks , roadblock , snafu , boffin , brainwashing , spearhead и т. Д. — все это военные термины, которые вошли в стандартный английский язык во время мировых войн.Интересно отметить, что в 1941 году, когда сэр Уинстон Черчилль хотел проникнуть в глубины английской души в особенно критический и трудный период Второй мировой войны, почти все слова в основной части его знаменитой речи ( «) мы будем сражаться на пляжах … мы никогда не сдадимся ») имели англосаксонское происхождение, за значительным исключением капитуляции (французское заимствование). Речь также является хорошим примером того, что в то время считалось принятым произношением.

Стремление к политической корректности и инклюзивности в последней трети 20 века, особенно со стороны гомосексуалистов, феминисток и видимых меньшинств, привело к переоценке популярного использования многих слов. Феминистки поставили под сомнение лежащий в основе сексизм в языке (например, человечество , председатель , почтальон и т. Д.), А некоторые даже дошли до того, что постулировали herstory как альтернативу history . Какое-то время были высказаны серьезные возражения против врожденного расизма, лежащего в основе таких слов, как черный список , черный страж , шантаж , даже доска , а также якобы пренебрежительное и пренебрежительное отношение к таким терминам, как умственно отсталый , инвалид. , Третий мир и т. Д.Но также было определенное количество положительного ребрендинга и исправления (также известного как повторное присвоение) многих уничижительных слов, таких как gay , queer , queen , dyke , bitch , nigger и т. Д. Теми же маргинальными слоями общества.

Бурный рост электронной и компьютерной терминологии во второй половине 20-го века (например, байт , киберпространство , программное обеспечение , хакер , ноутбук , жесткий диск , база данных , онлайн , hi-tech , microchip и т. Д.) Были лишь одним из факторов, способствовавших резкому увеличению числа новых английских терминов, особенно из-за доминирования США в развитии компьютерных технологий, от IBM до Apple и Microsoft.Параллельно с этим научно-фантастическая литература внесла свой собственный словарь в общий словарный запас, включая такие термины, как robotics , hyperspace , warp-speed , cyberpunk , droid , nanotech , нанобот и др.

Позже Интернет, который он породил (само слово Internet происходит от латинского, как и audio , video , Quant и т. Д.), Породил свой собственный набор неологизмов (например,г. онлайн , noob , flamer , спам , фишинг , ларпинг , белый список , скачать , блог , vblog , blog , warez , троллинг , хэштег , wifi , биткойн , селфи и т. Д.). Вдобавок появилось множество аббревиатур, сокращений и сокращений для использования в электронной почте, социальных сетях и текстовых сообщениях по мобильному телефону, особенно среди молодежи, включая относительно известные lol , ttfn , btw , omg , wtf , plz , thx , ur , l8ter и т. д.Споры ( db8 ) продолжаются относительно того, убивают ли текстовые сообщения английский язык или обогащают его.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

Сообщения по мобильному телефону становятся все более популярными, особенно среди подростков
(из Mobile Behavior)

Язык продолжает меняться, развиваться и быстро расти, расширяясь за счет новых жаргонов, сленгов, технологий, игрушек, еды и гаджетов.В нынешнюю цифровую эпоху английский язык переживает новый лингвистический пик с точки зрения усвоения слов, который достиг пика раньше во времена Шекспира, а затем снова во время промышленной революции и на пике Британской империи. Согласно одной недавней оценке, он увеличивается более чем на 8 500 слов в год (другие оценки значительно выше), по сравнению с предполагаемым ежегодным увеличением примерно на 1000 слов в начале 20 века, а за последний год он увеличился почти вдвое. век.

Неологизмы добавляются постоянно, в том числе недавние включения, такие как fashionista , metrosexual , McJob , McMansion , wussy , bling , nerd , unlugged unlugged unlugged , фракинг , правдивость , locavore , паркур , секстинг , краудсорсинг , regift , мем , селфи , me0004h suss , emo , twerk , schmeat , chav , ladette , punked , vaping и т. Д. И т. Д.

В последние годы наметилась растущая тенденция к использованию существующих слов в качестве другой части речи, особенно вербификации существительных (например, слово verbify само по себе является ярким примером; другие включают в себя thumb , to parrot , на , на электронную почту , на , на текст , на , на google , на , на медаль , на , на критику , на , на , на , на последовательность , на , на интерфейс , на , на , на Speechify , стимулировать и т. д.), хотя некоторые современные звучащие глаголы удивительно присутствуют в языке на протяжении веков (например,г. автору , воздействию , сообщению , родительскому , каналу , монетизировать , наставнику и т. д.). «Объединение» также происходит, особенно в бизнес-контексте (например, ask , build , solution , fail и т. Д.).

Составные или сложные слова становятся все более распространенным источником новой лексики (например, stagflation , edutainment , flexitar , Disneyfication , frenemy , confuzzle , gastropub , , гастропаб , , chillax , рекламный ролик , условно-бесплатная , dramedy , gaydar , wellderly , techlash и т. Д.).

Значения слов также продолжают меняться, что является частью процесса, который продолжается почти столько же, сколько и сам язык. Например, к отвращению многих, альтернатива теперь почти повсеместно принята в Северной Америке в качестве замены альтернативы ; на мгновение стало означать «очень скоро», а не (или также как) «на очень короткий период времени»; и использование модификатора буквально для обозначения его полной противоположности недавно нашло место в Оксфордском словаре английского языка (где одно из его значений показано как «используется для акцента, а не на самом деле»).В некоторых сферах жизни плохой , больной , наркотик и нечестивый — все это теперь разные разновидности добра.

В наш модный, одноразовый, интернет-информированный, цифровой век, есть даже тенденции в словах, которые кажутся недолговечными и бессмысленными, слова и фразы, которые перестают считаться модными, когда они достигают чего-то близкого к мейнстриму. Применение. Примеры: bae , на fleek , YOLO (вы живете только один раз), fanute и т. Д.Такие ресурсы, как Городской словарь, существуют для всех нас, чтобы отслеживать такие мимолетные явления.

. 2-5. :,.

1-6 A-G ( А-Н). A-G -.

БЫСТРАЯ ТРЕНИРОВКА ВЫ МОЖЕТЕ СДЕЛАТЬ ТАКЖЕ
ХОРОШЕЕ

Для тех, кто слишком занят, чтобы тратить заниматься в тренажерном зале столько, сколько они хотят, и для тех, кому немного не хватает силы воли — есть хорошие новости.Исследователи обнаружили, что фитнес энтузиасты могут сократить время, которое они тратят на тренировки на две трети 1 .

Исследование с участием тяжелоатлетов-мужчин предположил, что нет смысла заниматься длинные периоды.Те, кто меньше занимался спортом, увидели значительное уменьшение жировых отложений. В исследовании приняли участие 16 студентов. от 19 до 23 лет, 2 . Их разделили на две группы. Оба несли Тренировка верхней части тела три раза в неделю на восемь недели.

Одна группа выполнила одну серию из восьми повторений, 3 G .В конце исследования обе группы улучшили значительно с точки зрения мышечной силы, сказал исследователи.

Автор отчета д-р Жюльен Бейкер сказал: Это исследование показывает, что в этом нет необходимости 4 и что более короткая тренировка может достичь того же полученные результаты.

Многие фитнес-классы теперь короче по продолжительности и обещания результатов в более короткие сроки, и есть много исследований, чтобы предположить, что интервальные тренировки — интенсивная активность 5 D — и выполнение более коротких высокоинтенсивных тренировок при 80% вашей максимальной аэробной способности может достичь максимальных результатов за более короткие сроки.Этот вид исследований могут увидеть изменения в наших упражнениях и показать, что, возможно, лучше сделать несколько регулярных экспресс-тренировки, которые впишутся в напряженную жизнь что многие ведут.

Д-р Бейкер сказал, что он также надеется на полученные результаты. поощрит больше людей 6 F .Чем больше людей мы получаем, выполняя небольшие упражнения что выгодно, поскольку меньше людей делают — много упражнений, тем лучше, — добавил он.

A. проводить часы в спортзал
B. , которые уже регулярно тренировались
C. , но это не имело значения
D . с последующим коротким периодом восстановления
E. и по-прежнему достигать тех же результатов
F. , чтобы приступить к упражнению
G. , а другой сделал три подхода то же упражнение

35 изобретений, которые изменили мир

Человеческие изобретения и технологии сформировали цивилизации и изменили жизнь на Земле. По мере развития ожиданий и возможностей каждое поколение развивает свой собственный набор новаторских мыслителей.

С момента изобретения колеса до разработки марсохода, большое количество этих изобретений было поистине революционным, даже если не было так очевидно в то время.

У большинства крупных изобретений нет только одного изобретателя. Вместо этого они были разработаны многими людьми отдельно или многие люди приложили руку к их эволюции от базовых концепций до полезных изобретений.

Вот список наших лучших революционных изобретений, изменивших мир:

1. Колесо

Колесо выделяется как оригинальное инженерное чудо и одно из самых известных изобретений. Эта базовая технология не только упростила путешествие, но и послужила основой для огромного количества других инновационных технологий.Тем не менее, колесо на самом деле не такое уж и старое. Самое старое колесо из Месопотамии, около 3500 г. до н. Э. К тому времени люди уже занимались литьем металлических сплавов, строили каналы и парусники и даже конструировали сложные музыкальные инструменты, такие как арфы.

На самом деле, главным изобретением было не само колесо, которое, вероятно, было изобретено, когда кто-то впервые увидел катящуюся скалу, а комбинация колеса и неподвижной оси, которая позволяет соединить колесо с устойчивой платформой. .Без фиксированной оси колесо имеет очень ограниченную полезность.

2. Компас

Это современное изобретение, возможно, изначально было создано для духовных целей. Позже его приспособили для навигационных целей. Самые ранние компасы, скорее всего, были изобретены китайцами около 200 г. до н.э. Некоторые из них были сделаны из магнетита, который является естественной формой минерала магнетита. Есть также свидетельства того, что другие цивилизации также могли использовать магнитный камень. В какой-то момент, возможно, около 1050 года н.э., люди начали подвешивать магнитные камни, чтобы они могли свободно перемещаться, и использовали их для навигации.Описание намагниченной иглы и ее использования среди моряков встречается в европейской книге, написанной в 1190 году, так что к тому времени, вероятно, использование иглы в качестве компаса было обычным явлением.

3. Автомобиль

Источник: 12019 / Pixabay

Хотя часто говорят, что рождение современного автомобиля произошло в 1886 году, когда немецкий изобретатель Карл Бенц запатентовал свой Benz Patent-Motorwagen, автомобили находились в разработке с 1769 года. , когда Николя-Джозеф Куньо разработал паровой автомобиль, способный перевозить людей.

На протяжении многих лет огромное количество людей способствовало развитию автомобиля и его составных частей. В начале 20-го века Генри Форд внедрил методы массового производства, которые позволили автомобилям стать доступными для масс. Эти методы затем стали стандартом для General Motors, а затем и для Chrysler.

История автомобиля действительно отражает мировую эволюцию. Для разработки двигателя внутреннего сгорания и других систем, на которые опирается автомобиль, потребовалась работа многих людей.Были задействованы также десятки дочерних производств, в том числе нефтяная и сталелитейная.

4. Steam Engine

Считается, что испанский горнодобывающий администратор по имени Херонимо де Аянц был первым, кто разработал паровой двигатель. Он запатентовал устройство, которое использовало энергию пара для выталкивания воды из шахт.

Однако именно англичанину Томасу Савери, инженеру и изобретателю обычно приписывают разработку первого практического парового двигателя в 1698 году. Его устройство использовалось для забора воды из затопленных шахт с использованием давления пара.При разработке своего двигателя Савери использовал принципы, изложенные Дени Папеном, британским физиком французского происхождения, который изобрел скороварку.

В 1711 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, усовершенствовал двигатель, а в 1781 году Джеймс Ватт, шотландский приборостроитель, работавший в Университете Глазго, добавил к двигателю Ньюкомена отдельный конденсатор, который позволил поддерживать паровой цилиндр. при постоянной температуре — резко улучшая его функциональность. Позже он разработал паровой двигатель с двойным вращением, который к 1800-м годам будет приводить в действие поезда, мельницы, фабрики и многие другие производственные предприятия.

5. Бетон

Источник: Pexels / Pixabay

Бетон — один из наиболее широко используемых искусственных материалов. Это композитный материал, состоящий из смеси битого камня или гравия, песка, портландцемента и воды, который можно намазывать или заливать в формы, и при затвердевании он образует массу, напоминающую камень.

Одним из основных компонентов бетона является цемент. Фундамент из цемента был заложен в 1300 году до нашей эры.

Ближневосточные строители покрыли снаружи своих глиняных крепостей тонким и влажным слоем обожженного известняка, который вступил в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность.Около 6500 г. до н.э. первые бетонные сооружения были построены набатейскими торговцами или бедуинами в южной Сирии и северной Иордании. К 700 г. до н.э. значение гидравлической извести стало известно, что привело к развитию печей для подачи раствора для строительства домов с каменными стенами, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.

Около 3000 г. до н.э. египтяне использовали первые формы бетона в качестве строительного раствора. В 1824 году Джозеф Аспдин из Англии изобрел портландцемент.Джордж Бартоломью заложил первую бетонную улицу в США в 1891 году, которая существует до сих пор.

К концу 19-го, ^-го,-го века, стали применяться железобетонные конструкции. В 1902 году Август Перре спроектировал и построил жилой дом в Париже, используя железобетон. Это здание вызвало всеобщее восхищение и популярность из-за бетона, а также повлияло на развитие железобетона.

В 1921 году Эжен Фрейссине первым применил железобетонные конструкции, построив два колоссальных ангара для дирижаблей с параболической аркой в аэропорту Орли в Париже.

6. Бензин

Без бензина не было бы транспортной отрасли в том виде, в каком мы ее знаем сегодня

Бензин — это топливо, производное от нефти. В США его называют «газом», а в других странах мира — «бензином».

Чтобы быть более конкретным, бензин — это прозрачная жидкость, полученная из нефти, которая используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Интересно, что изначально газ выбрасывали как нежелательный побочный продукт.

До открытия и коммерциализации бензина предпочтительным топливом была смесь спирта, обычно метанола, и скипидара, называемого камфеном, который позже будет в значительной степени заменен керосином.Первая нефтяная скважина, вырытая в США в 1859 году в Пенсильвании, очищала нефть для производства керосина. Хотя в процессе дистилляции также производился бензин, он был выброшен как побочный продукт. Метод дистилляционной очистки дает только около 20 процентов бензина из определенного количества сырой нефти.

Однако, как только было обнаружено, что двигатель внутреннего сгорания лучше всего работает на легком топливе, таком как бензин, процесс очистки был хорошо усовершенствован. В 1913 году производить бензин стало проще с помощью химических катализаторов и давления.Новый процесс термического крекинга удвоил эффективность очистки и сделал переработку бензина более практичной.

7. Железные дороги

Железные дороги могут с комфортом перевозить большое количество пассажиров, а также перевозить тяжелые грузы на большие расстояния. Хотя рельсы или рельсы использовались для перевозки вагонов с шестнадцатого века, история современного путешествия на поезде насчитывает немногим более 200 лет.

Первый полноценный железнодорожный паровоз был построен в Великобритании в 1804 году британским инженером Ричардом Тревитиком.Он использовал пар высокого давления для привода двигателя. 21 февраля 1804 года состоялось первое в мире путешествие по железной дороге на паровой тяге, когда безымянный паровоз Тревитика тащил поезд по трамвайной дороге в Уэльсе.

Однако локомотивы Тревитика были слишком тяжелыми для использовавшихся в то время чугунных плит. Коммерческое появление железнодорожных сетей приходится на 1820-е годы. В 1821 году Джордж Стефенсон был назначен инженером на строительстве железной дороги Стоктон и Дарлингтон на северо-востоке Англии, которая была открыта как первая общественная железная дорога на паровой тяге в 1825 году.В 1829 году он построил свой знаменитый паровой двигатель Rocket , и началась эпоха железных дорог.

8. Самолет

Источник: ingewallumrod / Pixabay

17 декабря 1903 года Уилбур и Орвилл Райт совершили первый устойчивый и управляемый полет с двигателем.

Хотя о летающих машинах мечтали со времен Леонардо да Винчи и, вероятно, задолго до этого, и благодаря работе бесчисленных изобретателей на протяжении нескольких столетий, братья Райт стали первыми людьми, которые достигли управляемого полета с двигателем.Начиная с их работы над планерами, успех дуэта заложил основу современной авиационной техники, продемонстрировав, что возможно.

9. Пожар

Хотя огонь — это природное явление, его открытие как полезного инструмента знаменует собой революцию на страницах истории. Фактически, контролируемое использование огня, вероятно, предшествовало появлению Homo sapiens .

Есть свидетельства того, что пища была приготовлена приблизительно 1,9 миллиона лет назад — до эволюции Homo sapiens .Есть также свидетельства контролируемого использования огня нашими предками, Homo erectus , начиная примерно 1 000 000 лет назад. Кремневые лезвия, сожженные при пожарах, датируются примерно 300 000 лет назад. Есть также свидетельства того, что ранние современные люди систематически использовали огонь для термической обработки камня, чтобы увеличить его способность к расслаиванию, для использования в изготовлении инструментов около 164000 лет назад.

Согласно широко обсуждаемой гипотезе, именно использование огня для приготовления пищи позволило большему мозгу Homo sapiens развиться в первую очередь, позволив гоминидам есть более разнообразную пищу.

С прошлого и по настоящее время огонь использовался в ритуалах, сельском хозяйстве, кулинарии, генерировании тепла и света, сигнализации, промышленных процессах и как средство разрушения. Его легко можно считать одним из ведущих изобретений, изменивших мир.

10. Гвозди

Сложная человеческая жизнь была бы невозможна без изобретения простого гвоздя. Они дают один из лучших ключей к определению возраста исторических зданий.

До изобретения гвоздей деревянные конструкции строились с использованием веревки, они использовались для скрепления соседних досок. Изобретение гвоздей восходит к нескольким тысячам лет и стало возможным только после развития технологий литья и придания формы металлу.

Бронзовые гвозди, датируемые примерно 3400 годом до нашей эры, были найдены в Египте. По данным Университета Вермонта, использование гвоздей ручной работы было нормой до 1790-х и начала 1800-х годов. К 1913 году 90 процентов гвоздей, производимых в США.С. были стальные проволочные гвозди.

11. Инструменты

Источник: Free-Photos / Pixabay

Как и в случае с огнем, использование инструментов, вероятно, предшествовало эволюции Homo sapiens и может растянуться на 2,6 миллиона лет или более. Сегодня существует ряд видов животных, которые используют инструменты.

Антропологи считают, что использование инструментов стало важным шагом в эволюции человечества. Некоторыми из самых ранних инструментов могли быть палки, камень и огонь. Однако практически все может быть инструментом, в зависимости от того, как его использовать.

12. Lightbulb

Источник: dengri / Pixabay

Свет, который мы используем сегодня в наших домах и офисах, появился благодаря яркой идее, появившейся более 150 лет назад.

Электрический свет был впервые изобретен в начале 19 века Хамфри Дэви, который экспериментировал с электричеством и изобрел электрическую батарею. Когда он соединил провода между своей батареей и куском углерода, углерод засветился, давая свет. Его изобретение было известно как электрическая дуговая лампа.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», но они не были пригодны для коммерческого применения.

В 1850 году английский физик Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», заключив нити из карбонизированной бумаги в вакуумированную стеклянную колбу. Но без хорошего вакуума срок службы его лампы был слишком коротким для коммерческого использования. Однако в 1870-х годах стали доступны более совершенные вакуумные насосы, и Свон смогла разработать лампочку с более длительным сроком службы.

Томас А.Эдисон усовершенствовал конструкцию Свана, применив металлические нити, и в 1878 и 1879 годах он подал патенты на электрическое освещение с использованием различных материалов для нити. В конце концов он обнаружил, что карбонизированная бамбуковая нить может прослужить более 1200 часов. Это открытие сделало возможным коммерческое производство лампочек, и в 1880 году компания Эдисона, Edison Electric Light Company, начала продавать свой новый продукт.

13. Электроэнергия от батарей

Источник: blickpixel / Pixabay

Электричество от батарей стало основной потребностью в нашей повседневной жизни, еще одним важным изобретением.Конечно, само электричество было здесь с самого начала, но были изобретены практические приложения для его эффективного использования. Хотя многие используют электричество, многие ли из вас знают историю электричества?

Алессандро Вольта приписывают открытие первого практичного аккумулятора. Он изобрел свою батарею в 1799 году, она состояла из дисков двух разных металлов, таких как медь и цинк, разделенных картоном, пропитанным рассолом.

В 1831 году британский ученый Майкл Фарадей открыл основные принципы производства электроэнергии.Открытие электромагнитной индукции произвело революцию в использовании энергии. Уличные фонари были одним из первых устройств, привлекающих внимание. С ростом практичности использования электроэнергии теперь она является основой современного индустриального общества.

14. Батарея

Источник: Awilson429 / Wikimedia

Доисторическая батарея, возможно, восходит к Парфянской империи, которой около 2000 лет . Древняя батарея представляла собой глиняный сосуд, наполненный раствором уксуса, в который был вставлен железный стержень, окруженный медным цилиндром.

Эти батареи могли использоваться для гальваники серебра. Но, как упоминалось в предыдущей записи, изобретателем первой электрической батареи является Алессандро Вольта, который разработал свайную батарею.

После этого, в 1802 году, Уильям Круикшенк изобрел батарею Trough, усовершенствованную гальваническую батарею Алессандро Вольта.

Батареи совершили прорыв в 1859 году, когда французским врачом Гастоном Планте была изобретена первая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея.Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd) был представлен в 1899 году Вальдемаром Юнгнером.

Знаете ли вы, что новые натриево-ионные батареи могут проложить путь к устойчивому производству батарей?

15. Печатный станок

Источник: RayHolloway / Pixabay

До того, как Интернет стал распространять информацию, печатный станок помогал информации перемещаться по всему миру.

Немецкому ювелиру Йоханнесу Гутенбергу приписывают изобретение печатного станка около 1436 года, хотя он был далеко не первым, кто автоматизировал процесс книгопечатания.Ксилография в Китае восходит к IX веку, и корейские букмекеры печатали подвижным металлическим шрифтом за столетие до Гутенберга.

Станок Йоханнеса Гутенберга, однако, усовершенствовал уже существующие прессы и представил их на Западе. К 1500 году печатные машины Гутенберга работали по всей Западной Европе, выпустив 20 миллионов материалов, от отдельных страниц до брошюр и книг.

16. Код Морзе и телеграфный аппарат

Телеграф был разработан Сэмюэлем Морсом и другими изобретателями примерно в 1830–1840 годах, что произвело революцию в области дальней связи.

Электрические сигналы передавались по проводу, проложенному между станциями. Кроме того, Сэмюэл Морзе разработал код Морзе для простой передачи сообщений по телеграфным линиям. В зависимости от частоты использования код назначал английскому алфавиту и цифрам набор точек (короткие знаки) и тире (длинные знаки).

Телеграф заложил фундамент для современных удобств, таких как телефоны и, по мнению некоторых ученых, компьютерный код.

17.Сталь

Источник: MabelAmber / Pixabay

Бронза была первым металлом, выкованным для использования людьми. Однако бронза относительно слабая. Около 1800 г. до н.э. жители Черного моря под названием Чалибы начали использовать железную руду для создания прочного оружия из кованого железа с примерно 0,8% углерода. Чугун, который содержал около 2-4 процентов углерода, был впервые произведен в Древнем Китае примерно в 500 году до нашей эры. Китайские мастера по металлу построили печи высотой семь футов, чтобы плавить железную руду в жидкость и заливать ее в резные формы.

Около 400 г. до н.э. индийские мастера по металлу изобрели метод плавки, в котором для хранения расплавленного металла использовалась глиняная емкость, называемая тиглем. Рабочие поместили в тигли прутки кованого железа и куски древесного угля, затем запечатали контейнеры и поместили их в печь. Кованое железо плавилось и поглощало углерод из древесного угля. Когда тигли охлаждались, они содержали слитки чистой стали — гораздо более прочного и менее хрупкого металла, чем железо.

Позднее развитие доменной печи привело к получению еще более прочной стали.После того, как британский инженер Генри Бессемер в 1856 году разработал процесс продувки воздухом расплавленного чугуна для создания безуглеродного чистого железа в 1856 году.

Знаменитое изобретение Бессемеровского процесса проложило путь для массового производства стали, сделав его одним из крупнейшие отрасли на планете. Теперь сталь используется для создания всего, от мостов до небоскребов.

18. Транзисторы

Источник: WikimediaImages / Pixabay

Транзистор является важным компонентом почти каждого современного электронного устройства.

В 1926 году Юлиус Лилиенфельд запатентовал полевой транзистор, но рабочее устройство оказалось невозможным.

В 1947 году Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли разработали первое практическое транзисторное устройство в Bell Laboratories.

Их изобретение принесло трио Нобелевской премии по физике 1956 года.

С тех пор транзисторы стали фундаментальной частью схем в бесчисленных электронных устройствах, включая телевизоры, мобильные телефоны и компьютеры, оказывая заметное влияние на технологии.

19. Антибиотики

Источник: TLSPAMG / Pixabay

Антибиотики спасли миллионы жизней, убивая и подавляя рост вредных бактерий.

Луи Пастер и Роберт Кох впервые описали использование антибиотиков в 1877 году.

В 1928 году Александр Флеминг идентифицировал пенициллин, который получают из плесени.

На протяжении ХХ века антибиотики быстро распространились и оказались значительным улучшением жизни, борясь практически со всеми известными формами инфекций и защищая здоровье людей.

20. Противозачаточные средства

Источник: Anqa / Pixabay

Профилактика беременности имеет давнюю историю.

История противозачаточных средств восходит как минимум к 1500 г. до н.э., когда записи показывают, что древние египетские женщины смешивали мед, карбонат натрия и крокодиловый навоз в густую твердую пасту, называемую пессарием, и вставляли ее во влагалище перед половым актом. Тем не менее, многие исследователи считают, что старые методы контроля рождаемости, подобные этим, неэффективны и, возможно, опасны для жизни.

Первая известная форма презерватива (козий пузырь) использовалась в Египте около 3000 г. до н. Э.

В 1844 году Чарльз Гудиер запатентовал вулканизацию резины, что привело к массовому производству резиновых презервативов.

В 1914 году, выпустив ежемесячный информационный бюллетень «Женщина-бунтарь», Маргарет Сэнджер, выдающаяся женщина-педагог из штата Нью-Йорк, впервые ввела термин «контроль рождаемости». Позже Карл Джерасси успешно создал таблетку прогестерона, которая могла блокировать овуляцию.

Таблетка запустила международную революцию, которая позволила женщинам определять, когда у них будут дети, и избавила их от незапланированной беременности, которая могла подорвать их карьеру.

21. Рентгеновские лучи

Конечно, рентгеновские лучи — это явление естественного мира, и поэтому их нельзя изобрести. Но обнаружились они случайно.

Невидимое стало видимым в 1895 году. Рентгеновские лучи, несомненно, являются одним из эпохальных достижений в области медицины.

Все кредиты физику Вильгельму Конраду Рентгену. Проверяя, могут ли катодные лучи проходить через стекло, он заметил свечение, исходящее от расположенного поблизости экрана с химическим покрытием.Из-за неизвестной природы лучей он назвал их рентгеновскими лучами. Благодаря своим наблюдениям он узнал, что рентгеновские лучи можно сфотографировать, когда они проникают в человеческую плоть.

В 1897 году, во время войны на Балканах, рентгеновские лучи были впервые использованы для обнаружения пуль и сломанных костей внутри пациентов. В 1901 году за свою работу он получил Нобелевскую премию по физике.

22. Холодильник

Источник: 27707 / Pixabay

За последние 150 лет охлаждение предложило нам способы хранения продуктов питания, лекарств и других скоропортящихся веществ.До его зачатия люди охлаждали пищу льдом и снегом.

Джеймс Харрисон построил первую практичную систему охлаждения с компрессией пара. Однако первым широко распространенным холодильником был холодильник General Electric «Monitor-Top» 1927 года. Хотя изначально он помог ускорить производственные процессы, позже он стал индустрией.

23. Телевидение

Источник: Tomasz_Mikolajczyk / Pixabay

Телевидение! Небольшая коробка с возможностью передачи огромного объема информации, которая навсегда изменила развлечения и коммуникации.

Телевидение было изобретением многих людей. Хотя телевидение играет важную роль в нашей повседневной жизни, оно быстро развивалось в 19, ^, и 20, ^-м, веках в результате работы множества людей.

В 1884 году 23-летний студент немецкого университета Пол Юлиус Готтлиб Нипков запатентовал растеризатор изображений — вращающийся диск со спиральным узором отверстий в нем, так что каждое отверстие сканировало линию изображения.

Первая демонстрация мгновенной передачи изображений была проведена Жоржем Ригно и А.Фурнье в Париже в 1909 году. ^{В 1911 году Борис Розинг и его ученик Владимир Зворыкин создали систему, которая использовала механический зеркально-барабанный сканер для передачи грубых изображений по проводам на электронно-лучевую трубку или в приемник. Но система была недостаточно чувствительной, чтобы разрешить движущиеся изображения.}

В 1920-х годах шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд использовал диск Нипкова для создания прототипа видеосистемы. 25 марта 1925 года Бэрд провел первую публичную демонстрацию переданных по телевидению изображений в движении.26 января 1926 года он продемонстрировал передачу изображения движущегося лица по радио. Это широко считается первой демонстрацией общественного телевидения в мире.

24. Камера

Источник: 955169 / Pixabay

Камера, несомненно, является одним из самых любимых творений.

Это современное изобретение стало свидетелем многих этапов эволюции — камеры-обскура, дагерротипы, сухие пластины, калотипы, зеркальные и зеркальные фотокамеры. В 1826 году Джозеф Нисефор Ньепс использовал выдвижную деревянную камеру, сделанную Шарлем и Винсентом Шевалье, чтобы щелкнуть то, что считается первой постоянной фотографией.

Благодаря технологическому прогрессу были введены цифровые камеры, позволяющие сохранять изображения на карты памяти, а не на пленку.

История цифровых фотоаппаратов началась с идеи Юджина Ф. Лалли снимать планеты и звезды.

Позже инженер Kodak Стивен Сассон изобрел и построил первую цифровую камеру в 1975 году. Она была построена из частей комплектов, которые лежали на заводе Kodak. Камера была размером с хлебный ящик, и на захват одного изображения требовалось 23 секунды.

Сегодня в каждом смартфоне есть как минимум одна встроенная камера, которая также может снимать видео.

Сохраните прекрасные моменты своей жизни в виде фотографий лучшего качества и с превосходной управляемостью цифровой камерой. Не нужно заглядывать дальше фотоальбома, чтобы увидеть, что камеры — одно из великих изобретений, изменивших мир.

25. Компьютер

Источник: sifpceuc / Pixabay

Большой привет инженеру-механику Чарльзу Бэббиджу за закладку основы для этого замечательного и самого надежного изобретения, а также Аде Лавлейс за создание первых программ.В начале 19–1750-х годов века «отец компьютера» придумал и изобрел первый механический компьютер. Хотя не существует единого изобретателя современного компьютера, принцип был предложен Аланом Тьюрингом в его основополагающей статье 1936 года.

Сегодня компьютеры являются символом современного мира.

26. Электронная почта

Большинство разработчиков ранних мэйнфреймов и мини-компьютеров разрабатывали похожие, но часто несовместимые почтовые приложения.Со временем они стали связаны сетью шлюзов и систем маршрутизации. Многие университеты США были участниками ARPANET, что повысило переносимость программного обеспечения между ее системами. Эта переносимость помогла сделать протокол SMTP все более популярным. Первое электронное письмо ARPANET было отправлено в 1971 году.

Человеку по имени Рэй Томлинсон на самом деле приписывают изобретение одной общей особенности системы электронной почты, которую мы знаем сегодня. В 1972 году, работая подрядчиком ARPANET, Томлинсон решил использовать символ @ для обозначения отправки сообщений с одного компьютера на другой.

К середине 1970-х электронная почта приняла ту форму, которую мы знаем сегодня. В настоящее время большая часть официального делового общения зависит от электронной почты.

27. Интернет

В отличие от лампочки или телефона в Интернете нет единого «изобретателя». Вместо этого он эволюционировал с течением времени. Он начался в Соединенных Штатах примерно в 1950-х годах вместе с развитием компьютеров.

Первый работоспособный прототип Интернета появился в конце 1960-х годов с созданием ARPANET, или сети агентств перспективных исследовательских проектов.ARPANET приняла протоколы TCP / IP 1 января 1983 года, и с этого момента исследователи начали собирать «сеть сетей», которая стала современным Интернетом.

28. Всемирная паутина

Источник: geralt / Pixabay

Интернет — это сетевая инфраструктура. В то время как World Wide Web — это способ доступа к информации через Интернет.

Отец всемирной паутины — британский ученый-компьютерщик Тим Бернерс-Ли. Первоначально Интернет был задуман и разработан для удовлетворения спроса на автоматизированный обмен информацией между учеными в университетах и институтах по всему миру.

Тим Бернерс-Ли написал первое предложение для Всемирной паутины в марте 1989 года, а второе предложение — в мае 1990 года. Бернерс-Ли работал с бельгийским системным инженером Робертом Кайо, чтобы формализовать это предложение, включая описание «WorldWideWeb», в котором: гипертекстовые документы »могут просматриваться« браузерами ».

К концу 1990 года Бернерс-Ли запустил первый веб-сервер и браузер в ЦЕРН. Только несколько пользователей имели доступ к компьютерной платформе, на которой запускался браузер, поэтому вскоре началась разработка более простого браузера, который мог работать в любой системе.

В 1991 году Бернерс-Ли объявил о программном обеспечении WWW в группах новостей Интернета, и интерес к проекту распространился по всему миру. Вскоре стало ясно, что требуется дополнительная помощь, поэтому Бернерс-Ли обратился с призывом к другим разработчикам присоединиться к ней. 30 апреля 1993 года ЦЕРН сделал исходный код WorldWideWeb доступным на безвозмездной основе, а остальное — по мере необходимости. говорят, это история.

29. Банкнота

От материалов, таких как домашний скот, до раковин, драгоценных металлов и монет, на протяжении всей истории валюта принимала различные формы.Из-за частой нехватки монет и проблем с переносимостью банки выпускали бумажные банкноты в качестве обещания против оплаты драгоценных металлов в будущем.

Идея использования легкого вещества в качестве денег, возможно, возникла в Китае во времена династии Хань в 118 г. до н.э.

Переход на бумажные деньги помог правительствам во время кризиса. Таким образом, он изменил облик мировой экономики, сделав важный шаг в новой денежной системе. Между тем, Биткойн достигает ошеломляющих новых высот.

30. Кредитные карты

На заре ^{-х годов} века большинство людей оплачивало все наличными.

Идея кредитной карты была представлена примерно в 1950 году Ральфом Шнайдером и Фрэнком Макнамарой, основателями Diners Club, которая позволяла посетителям расписаться за еду, а затем платить позже. В то время как технология продолжает развиваться, идея оплаты ежедневных покупок в кредит сейчас стала нормой.

31. Банкомат

Источник: 3D_Maennchen / Pixabay

Изобретение банкомата (банкомата) очень важно для современного банковского дела.По данным Ассоциации индустрии банкоматов (ATMIA), в настоящее время во всем мире установлено более 2,2 миллиона банкоматов.

Используя банкомат, клиенты могут совершать различные транзакции, такие как снятие наличных, проверка баланса или кредитование мобильных телефонов. Многие эксперты считают, что первый банкомат был изобретением Лютера Симджиана под названием Bankograph.

В 1967 году Джон Шеперд-Бэррон возглавил команду, которая придумала яркую идею торгового автомата с деньгами, которая была реализована лондонским банком Barclays.В этих машинах использовались одноразовые жетоны, пропитанные радиоактивным углеродом-14. Радиоактивный сигнал был обнаружен машиной и сопоставлен с личным идентификационным номером, введенным на клавиатуре.

Вскоре начали появляться конкурирующие системы банкоматов, в том числе система, в которой вместо радиоактивного жетона использовалась пластиковая карта многоразового использования. Инженер из Далласа Дональд Ветцель изобрел первый банковский автомат в США.

32. Телефон и мобильные телефоны

«Мистер.Ватсон, иди сюда, я хочу тебя. 10 марта 1876 года это были первые слова, сказанные изобретателем телефона Александром Грэмом Беллом своему помощнику Томасу Уотсону. История телефона предположительно началась с человеческого желания общаться повсюду. С появлением мобильных телефонов в 1980-х годах связь больше не была привязана к кабелям.

Умное изобретение сотовой сети способствовало революции в телефонной индустрии. Начиная с громоздких мобильных телефонов и заканчивая ультратонкими трубками, мобильные телефоны прошли долгий путь.Джон Ф. Митчелл и Мартин Купер из Motorola продемонстрировали первое портативное устройство в 1973 году. Ученые продолжают создавать новые идеи, которые еще больше помогут пользователям.

33. Робот

Роботизированные устройства используются для выполнения сложных, повторяющихся, а иногда и опасных задач. Слово «робот» ассоциируется с различными устройствами, от кухонного устройства до вездехода.

Слово «робот» впервые появилось в R.U.R. ( Универсальные роботы Россум ), пьеса, написанная чешским драматургом Карлом Чапеком в 1921 году.По совпадению, слово «робототехника» также было придумано писателем-фантастом Айзеком Азимовым в его рассказе «Малышка», опубликованном в 1942 году.

Но на самом деле у роботов очень долгая история. Около 3000 г. до н.э. человеческие фигурки использовались для удара в часовые колокола египетских водяных часов. Это ознаменовало первую механическую конструкцию. Со временем появилось больше конструкций и устройств.

Основа современных роботов была заложена в 1950-х годах Джорджем К. Деволом, который изобрел и запатентовал перепрограммируемый манипулятор под названием «Unimate» от компании «Universal Automation».

В конце 1960-х годов Джозеф Энглебергер приобрел патент и превратил их в промышленных роботов. Эти усилия сделали его «отцом робототехники». Это действительно изобретения, которые изменили мир!

34. Оружие

For для одних оружие может быть сенсационным изобретением, а для других — ужасным.

Оружие использовалось с незапамятных времен. Но это неоспоримый факт, что оружие и порох произвели революцию в мире.Порох был изобретен в Китае примерно в 9 веке, но, возможно, первоначально он использовался для фейерверков. Одно раннее огнестрельное оружие состояло из бамбуковой трубки, в которой для стрельбы копьем использовался порох, и использовалось в Китае около 1000 г. копье и использовалось как огнемет; Иногда в ствол помещали шрапнель, чтобы она вылетела вместе с пламенем. Огненное копье изображено на шелковом знамени из Китая середины X века.

Порох был усилен за счет увеличения количества селитры. Это, в свою очередь, означало, что нужен был более прочный ствол, бамбук был заменен металлическим, а снаряды были заменены на более мелкие куски металла, которые плотнее входили в ствол.

К середине-концу 14 века знания о порохе и огнестрельном оружии достигли Европы, и были разработаны портативные ручные пушки меньшего размера, что стало своего рода личным огнестрельным оружием.

Проблема необходимости частой перезарядки была решена с изобретением ручного пулемета, названного пистолетом Гаттлинга.Он был изобретен Ричардом Дж. Гатлингом во время Гражданской войны в США. Поскольку технология продолжала развиваться, каждая следующая модель становилась все более смертоносной.

35. Фильмы

Источник: Skitterphoto / Pixabay

Практически все любят смотреть разные фильмы, такие как история любви, комедия, драма, ужасы, саспенс, боевики, фантастика, биография и т. Д. называется фильм, кинофильм, театральный фильм, спектакль, фильм. Название «пленка» происходит от того факта, что фотопленка использовалась для записи и показа движущихся изображений.

Первым источником вдохновения для фильмов были пьесы и танцы, в которых были элементы, общие для фильмов: scr