в каком году появилась техника

ТЕ́ХНИКА

Том 32. Москва, 2016, стр. 106-109

Скопировать библиографическую ссылку:

ТЕ́ХНИКА (от греч. τέχνη – ис­кус­ст­во, мас­тер­ст­во, ре­мес­ло, нау­ка), со­во­куп­ность средств че­ло­ве­че­ской дея­тель­но­сти, со­зда­вае­мых для осу­ще­ст­в­ле­ния про­цес­сов про­из­вод­ст­ва, а так­же об­слу­жи­ва­ния не­про­из­вод­ст­вен­ных по­треб­но­стей об­ще­ст­ва. В Т. ма­те­риа­ли­зо­ва­ны зна­ния и опыт, на­ко­п­лен­ные че­ло­ве­че­ст­вом в хо­де эво­лю­ции об­ществ. про­из-ва и про­ве­де­ния на­уч. ис­сле­до­ва­ний, ос­но­ван­ных на ис­поль­зо­ва­нии тех­ни­че­ских на­ук (инж. на­ук), в ко­то­рых опи­сы­ва­ют­ся и изу­ча­ют­ся за­ко­но­мер­но­сти «вто­рой при­ро­ды», т. е. тех­нич. ми­ра. Тех­нич. нау­ки обес­пе­чи­ва­ют пе­ре­нос зна­ний че­ло­ве­ка в фи­зич. сре­ду по­сред­ст­вом соз­да­ния Т., ко­то­рая со­став­ля­ет ис­кус­ст­вен­ную, соз­на­тель­но соз­дан­ную сре­ду оби­та­ния для че­ло­ве­ка – тех­но­сфе­р у. Осн. на­зна­че­ние Т. – по ме­ре раз­ви­тия тех­нич. на­ук и соз­да­ния но­вых ору­дий тру­да ос­во­бо­дить че­ло­ве­ка от вы­пол­не­ния разл. функ­ций, свя­зан­ных как с фи­зи­че­ски тя­жё­лой, так и с ру­тин­ной (од­но­об­раз­ной) ра­бо­той, пре­до­ста­вить ему боль­ше вре­ме­ни для творч. за­ня­тий, об­лег­чить его по­все­днев­ную жизнь, что­бы по­вы­сить ре­зуль­та­тив­ность тру­да. Объ­ек­ты изу­че­ния Т. не толь­ко ма­те­ри­аль­ные, су­ще­ст­вую­щие объ­ек­ты, но и объ­ек­ты ещё не су­ще­ст­вую­щей Т., ко­то­рые тре­бу­ет­ся соз­дать. По­это­му осн. ме­то­да­ми тех­нич. на­ук яв­ля­ют­ся мо­де­ли­ро­ва­ние (см. так­же Ком­пь­ю­тер­ное мо­де­ли­ро­ва­ние ) и про­ек­ти­ро­ва­ние. Т. по­зво­ля­ет на ос­но­ве по­зна­ния за­ко­нов при­ро­ды су­ще­ст­вен­но по­вы­сить эф­фек­тив­ность тру­до­вых уси­лий че­ло­ве­ка, рас­ши­рить его воз­мож­но­сти в про­цес­се це­ле­со­об­раз­ной тру­до­вой дея­тель­но­сти; ра­цио­наль­но ис­поль­зо­вать при­род­ные ре­сур­сы, ос­ваи­вать и ис­сле­до­вать не­дра Зем­ли (в т. ч. для раз­ви­тия гор­ной пром-сти), Ми­ро­вой оке­ан, возд. и кос­мич. про­стран­ст­во, соз­да­вать ин­фор­мац.-ком­му­ни­кац. сред­ст­ва, под­дер­жи­вать и раз­ви­вать обо­ро­но­спо­соб­ность го­су­дар­ст­ва и др. Не­ред­ко тер­мин «Т.» при­ме­ня­ют так­же для со­во­куп­ной ха­рак­те­ри­сти­ки на­вы­ков и приё­мов, ис­поль­зуе­мых в к.-л. де­ле или в ис­кус­ст­ве (напр., Т. вла­де­ния мя­чом, Т. тан­ца, Т. иг­ры на фор­те­пиа­но и т. п.).

Источник

Техника: от древности до наших дней

Книга охватывает развитие техники в мировом масштабе почти за весь период развития человечества. В данной работе отражены наиболее значительные события. Этот фактографический материал, расположенный в хронологической последовательности, дает наглядные представления об общих тенденциях технического прогресса, а также об основных его направлениях в тот или иной период времени. Книга содержит много сведений из истории техники и может быть использована как справочное пособие. Ее цель пробудить интерес широкого круга читателей к знаменательным датам и событиям в истории техники, дать в лаконичной форме достоверные сведения об этих событиях. Для широкого круга читателей.

Оглавление

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Техника: от древности до наших дней предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Слово «техника» имеет несколько значений. Например, оно может быть истолковано как мастерство, умение, сноровка, то есть система определенных навыков, выработанных для любого использования. В более узком смысле техникой называются средства, с помощью которых человек оказывает воздействие на природу, то есть это изготовление предметов, искусственное воспроизводство процессов и явлений.

Техника представляет собой совокупность устройств и приемов, применяемых человеком в производственной и непроизводственной деятельности для облегчения и ускорения трудовых процессов. Техника — это машины, станки, приборы, инструменты и т. д. Инструменты — это орудия труда. С их созданием начался подъем человека по историческим ступеням развития. Все окружающие нас предметы сделаны с применением тех или иных инструментов. Инструменты стоят у истоков цивилизации, им принадлежит огромнейшая роль в ее развитии.

Техника — это здания и сооружения, дороги и каналы, средства общественного транспорта; это непроизводственное оборудование и инструменты, коммунальное оборудование, холодильники, кухонные и стиральные машины, пылесосы; средства транспорта и связи личного пользования и многое другое.

Техника — это специфическая деятельность, техническая деятельность, посредством которой человек выходит за пределы ограничений, налагаемых его собственной природой.

Техника — не только продукт, но и процесс его изготовления. Техника — это также система технических знаний, включающих в себя не только научные, но и различные конструктивные, технологические и другие подобные знания и эвристические приемы, выработанные в ходе технической практики.

В наше время техника тесно связана с наукой. Но в одних областях техники высокий уровень с самого начала был совершенно немыслим без соответствующей теоретической базы, другие же первоначально основывались больше на практически испытанных, унаследованных правилах, на опыте, чем на научных знаниях. В этих случаях техника ближе к ремесленным традициям, чем к научному творчеству. Слово «техника» близко к греческому «техне», которое обычно переводится как искусство, мастерство, сноровка и является производным от индоевропейского корня tekhn, означающего «плотницкое искусство» или «строительство». В античной литературе слово техне использовалось для обозначения делания, мастерства, ремесла различного рода. В работах древнегреческих философов техне рассматривалось как не только как деятельность особого рода, но и как вид знания.

Через некоторое время это слово перешло во французский язык, в котором в период технической активности в течение XVII века появился термин technique, перешедший в начале XVIII века в немецкий язык как Technik. Родственным слову «техника» считается слово «инженер». Техническая и инженерная деятельность различается как в плане кооперации деятельностей, разделения труда, так и в историческом плане. Современная техническая деятельность по отношению к инженерной несет на себе исполнительскую функцию, направленную непосредственно на реализацию в производственной практике инженерных идей, проектов и планов. В историческом плане инженерная деятельность выделилась на определенном этапе развития общества из технической деятельности, которая присуща обществу на самых ранних его стадиях и связана с изготовлением орудий. В древности не было сознательной ориентации техников на науку вплоть до эпохи Возрождения, хотя внутренние предпосылки уже складывались. Древний ремесленник относился к своим орудиям иначе, чем современный инженер, техник или рабочий. К своим орудиям он относился как к одухотворенным, содействующим, наделенным активностью и волей помощникам. Тем более, что он получал их, как правило, готовыми, от предшествующих поколений. Материал, с которым он работал, так же не был пассивным, и чтобы он слушался его, необходимы были, кроме профессиональных умений, особые ритуальные действия и заклинания. Свободный ремесленник был заинтересован в высоком качестве производимой им продукции. В античности ремесленное производство — это прежде всего художественное производство, в котором, однако, использовались и научные знания, помогающие сделать вещь не только красивой, но и более удобной и практичной.

Так, например, для хорошего изготовителя доспехов, важным было не только максимальная защита с минимальными помехами и ограничениями движению воина, но и подгонка доспехов к каждому заказчику, так как покупая прочные, разукрашенные и позолоченные доспехи, однако если они соответственно не подогнаны, владелец их приобретает позолоченные и разукрашенные неприятности. Ремесленник должен был уметь не только обрабатывать сырой материал, но и изготовить свой инструмент. В эпоху Возрождения большинство мастеров владело техникой графических изображений. Чертеж необходим был в основном для проверки идей в натуре, для уточнения отдельных деталей и только иногда для того, чтобы что-либо обсудить.

В XVIII веке механик хорошо знал арифметику, умел измерять, работал с уровнем и иногда имел достаточно глубокие познания в практической математике. Он мог составит чертеж, построить здание, плотины, провести канал, соорудить мост. Все это умел делать практик-механик в Западной Европе. На Руси такой мастер на все руки назывался розмыслом.

Лишь с появлением техники стала развиваться теория материалов и сооружений. Эпоха техники занимает ничтожную долю в истории человеческого общества. Ученые рассчитали, что если весь период, начиная с появления жизни на Земле (примерно 100 миллионов лет) до наших дней, принять за сутки, то история человечества займет лишь 2 минуты, в том числе цивилизация (6000 лет) — 5 с. Вся же история техники составить лишь 1/30 долю секунды. Таково время существования бурной техники от ее истоков до космических кораблей в земных сутках, однако в это мгновение уместились высшие достижения человеческого гения, величайшие открытия законов природы, создание и развитие многих наук, механики, техники.

К понятию «техника» относится и технология — совокупность наиболее наиболее эффективных приемов, методов, способов пользования оборудования и других технических средств для обработки сырья, материалов и изделий и получения полуфабрикатов и готовой продукции. «Техника» — одно из самых емких, самых богатых терминов этой книги. То, как создавалась, развивалась и совершенствовалась техника от самой примитивной (молот, лопата, лом и т. д.) до самой сложной, современной отражает развитие человеческих знаний и опыта, науки и культуры, производительных сил общества. Чем сложнее техника, тем больше расходов требуется на ее создание и совершенствование.

По мере усложнения техники расходы неуклонно увеличиваются, достаточно для примера сравнить расходы на создание лопаты и современного экскаватора. Однако эти затраты полностью окупают себя, так как чем сложнее и совершеннее техника тем меньше затраты человеческого труда на производство продукции, тем легче этот труд. Можно сравнить затраты труда землекопа и машиниста экскаватора, который одним движением рычага выбирает несколько кубометров земли.

Техника освобождает человека от выполнения работ, требующих большой затраты физической силы, или большого навыка, или монотонного труда, а также работ, протекающих во вредной для человека среде или небезопасных в других отношениях. Современная техника освобождает людей и от части умственного труда, например, по сбору и обработке информации по управлению различными трудовыми процессами и т. д. Постоянное совершенствование техники, научно-технический прогресс способствует повышению производительности труда, что в свою очередь приводит к росту общественного производства и материального благосостояния людей. Универсальной и общепринятой классификации техники в настоящее время еще нет.

Техника имеет различные формы, которые ей придают люди в зависимости от необходимости решения возникающих задач реальной жизни. Она может иметь форму инструментов — сверло, топор и др.; машин — токарный станок, турбина, генератор и т. д.; приборов — часы, амперметр и др. Из этих и других простых элементов техники создаются технические системы. Так, из множества простых элементов техники построены атомные электростанции, системы коммуникаций, машиностроительные заводы, транспортные магистрали, то есть вся та искусственная техническая среда, которая нас окружает.

Раскрыть место техники, понять тенденции ее развития, ее роль и значение в истории общества, можно лишь при условии рассмотрения существующих взаимосвязей, которые исторически складываются и изменяются между человеком и техникой. Орудия труда — инструменты или машины, которые не находятся в процессе труда становятся бесполезными, так как только труд человека способен превратить их в различные средства производства материальных благ или другой своей деятельности.

Однако люди трудятся не изолированно, а в системе определенного производства, в процессе которого они вступают в производственные отношения, которые зависят от характера и уровня производительных сил, в свою очередь воздействуют на развитие производительных сил, ускоряя или замедляя его. Прежде всего к производственным силам необходимо отнести людей, обладающих соответствующими навыками, знаниями и умением трудиться. От них зависит уровень производительности труда. Определяющим фактором производительных сил являются орудия труда. Они являются важнейшим и революционным элементом производительных сил. К производительным силам труда относятся такие факторы, как примененная к производству наука, используемые в производстве силы природы, формы и методы организации производства.

В разные исторические периоды роль и значение отдельных факторов, влияющих на производительность труда, были неодинаковы. Во взаимосвязи этих факторов важна роль и место техники, совокупность созданных технических средств, используемых видов энергии, технологии, технологических способов производства, которые имеются на данной стадии общественно-экономической формации и которые характеризуют техническую сторону производства. В определенные исторические периоды происходят технические революции, которые совершаются в период перехода от одной формы производства к другой. Они связаны с качественно новым уровнем производительных сил процессов труда.

Сущность технической революции заключается в появлении и внедрении изобретений, вызывающих переворот, коренные изменения в средствах труда, видах энергии, технологии производства и в общий материальных условиях производственного производственного процесса. Однако, чтобы новая форма производства полностью укрепилась, необходимо полное развитие производственных отношений. Это связано с производственной революцией — историческим процессом, при котором на основе достижений технической революции окончательно устанавливается новый способ производства, с соответствующей ему материально-технической базой, характерным для него разделением труда, новым местом производителей в производстве, с новыми общественными отношениями и новой общественной структурой общества. Одной из особенностей производственной революции является переход на новый технологический способ производства.

На ранних этапах своей производительной деятельности человек, создавая и используя орудия труда, как бы удлинял органы своего тела. В дальнейшем накопление опыта и знаний позволило найти средства для передачи механизмам многих непосредственных функций, что значительно повысило эффективность производства и подняло производительность труда.

Создавая технику, люди используют предметы, процессы, законы и силы природы. Вода, ветер, пар, электричество нашли свое применение в производстве благодаря познанию природы, созданию технических средств на основе знаний о природе. На ранних стадиях развития человеческого общества, когда первобытные люди изготовляли свои первые орудия труда, они, наблюдая окружающий их мир, могли только опытным путем использовать природные явления и процессы. Но по мере развития общества, накопления знаний, а также в результате практических потребностей производства примерно со второй половины XV века началось научное, систематическое, всестороннее исследование природы.

Приручая животных и используя их в качестве тягловой силы, люди заменяли свои энергетические функции. Научившись пользоваться силами природы — водой и ветром — они еще в большей степени увеличили свои энергетические возможности. Однако все это не освобождало людей от выполнения других функций в процессе труда, мало механизировало их труд. Только в конце XVIII — начале XIX в. изобретение и применение рабочих машин сначала в текстильном производстве, а затем и в других отраслях промышленности позволило передать техническим средствам технологические функции человека, которые он ранее выполнял вручную. Рабочие машины замещали не какое-то орудие, а человеческую руку, она стала стала свободной. В этом проявилось действие всеобщего закона развития производительных сил, суть которого заключается в замене ручного труда машинным. Техника является необходимым средством поднятия материального благосостояния людей, ее применение облегчает труд, поднимает эффективность производства.

Через человека техника, наука, используемые силы природы, формы и методы организации производства связаны с производственными отношениями. Техника может принадлежать человеку, который сам ее применяет в процессе труда. Она может принадлежать другому человеку, который использует свое положение владельца техникой для эксплуатации другого человека.

В Англии в конце XVIII века, а затем в других странах, началась организация крупного машинно-фабричного производства, которая потребовала систематического применения к производству данных науки. При таком производстве возникает необходимость при создании любого производственного процесса, машин, системы машин, применения достижений химии и других естественных наук. Правда, первые рабочие машины, паровые двигатели и другие технические средства были изобретены еще на основе импирического опыта и на основе ограниченных научных знаний. Только через некоторое время наука смогла объяснить процессы и законы, лежащие в основе этих средств труда. Так, например, было с изобретением паровой машины и разработкой основ термодинамики. Как и природные силы, наука может стать непосредственной производительной силой только тогда, когда ее результаты применены к производству.

Техника связана с деятельностью людей, которые ее создают и применяют.

Потребности практики и производства вызвали необходимость выделения из естественных наук обширной области знания — технических наук, представляющих собой комплекс наук, изучающих законы создания и функционирования искусственных систем, используемых в качестве материальных средств целесообразной деятельности людей, а также изучающих в практических целях явления, процессы и законы природы.

Технические науки, так же, как и естественные науки, требуют для своих исследований не только значительных капитальных вложений, но и мощной экспериментальной базы. Исходя из потребностей производства, опираясь на законы природы, ученые, инженеры, изобретатели предлагают новые технические средства, предназначенные для решений противоречий и удовлетворения производства. Развитие техники, внедрение технических средств, использование новой техники зависит от конкретных исторических и социально-экономических условий, экономических законов и от деятельности тех, кто является непосредственными производителями материальных благ.

Источник

Технологии и изобретения в электронике, которые изменили мир

Содержание

Содержание

В 20 веке произошел рывок во многих научных областях, которые перевернули рынок и наполнили его совершенно новыми товарами. Все, что мы сегодня покупаем — от калькулятора до смартфона, от активной колонки до большого ЖК-телевизора, — все это продукты научно-технического рывка, произошедшего в 20 веке. Давайте вспомним самые важные научные прорывы, которые навсегда изменили рынок и нашу жизнь.

Между ключевым открытием в науке или гениальным изобретением и тем моментом, когда индустрия производства товаров начинает пользоваться ими и наполняет рынок совершенно новыми товарами, зачастую проходят десятки лет.

Чарльз Бэббидж, создавший механическую вычислительную машину в 1833 году, прообраз современных компьютеров, вряд ли предполагал, что через полтора столетия миниатюрные цифровые вычислительные машины заполнят все ниши рынка — от наручных часов, мультиварок и стиральных машин, и до смартфонов и персональных компьютеров.

Должно было произойти еще немало научных открытий и придумано изобретений, которые, дополняя друг друга, создали почву для революционного переворота рынка. Одним из таких изобретений стало создание транзистора.

Изобретение транзистора

В первой половине 20 века в электронике активно применялись вакуумные лампы, обладавшие рядом серьезных минусов: высокое тепловыделение, ненадежность, большие размеры. В 1947 году усилиями трех ученых фирмы Bell Telephone Laboratories был изобретен первый биполярный транзистор. Ученые У. Шокли, Д. Бардин и У. Брайтен в 1956 году получили за это изобретение нобелевскую премию по физике.

Потенциал этого изобретения был оценен не сразу и вытеснение вакуумных ламп в электронных устройствах транзисторами затянулось надолго. Все поменяло изобретение в 1960 году МОП-транзистора, который стал фундаментом современной электроники. Сокращение МОП означает «металл-оксид-полупроводник», а еще его называют транзистором с изолированным затвором.

Последовавшая следом миниатюризация электронных компонентов перевернула рынок. Громоздкие устройства стали заменяться небольшими и экономичными. Радиоприемники размером с пачку сигарет, электронные наручные часы и карманные калькуляторы в 1970-х годах уже никого не удивляли.

Но главное предназначение транзистора оказалось в возможности создания компактных и быстрых ЭВМ, электронно-вычислительных машин, которые начали бурное развитие в 1960-х годах. В 1970-х годах произошла их минитюаризация за счет применения интегральных микросхем и, как следствие, нарастающий выход на потребительский рынок.

В конце 1970-х и начале 1980-х годов происходит взрывной рост числа различных домашних компьютеров: Apple II, Commodore 64, ZX Spectrum, Atari 400, Amiga 1000. Возможность играть в компьютерные игры, писать электронную музыку и программировать стала доступна каждому. Рынок электронных развлечений, зародившийся тогда, сейчас превратился в многомиллиардную отрасль, которая двигает прогресс в электронной сфере.

Выход в сентябре 2020 года видеокарт линейки Ampere от Nvidia: GeForce RTX 3090, RTX 3080 и RTX 3070, это прямое следствие и развитие тех первых домашних компьютеров с их скромными разрешениями и 8-ю или 16-ю цветами. Технологические наработки, полученные при развитии игровых видеокарт, той же компанией Nvidia вкладываются в развитие устройств искусственного интеллекта, машинного обучения и персональных суперкомпьютеров NVIDIA DGX Station.

Благодаря миниатюризации транзисторов и интегральных микросхем мы имеем сейчас рынок смартфонов, которые быстро нарастили мощность настолько, что сделали ПК ненужным для многих. Смартфон сейчас — это и средство общения, и замена телевизору, и музыка, и игры, и даже работа. Но все это было бы невозможным без миниатюрных систем питания, таких как литий-ионные батареи.

Литий-ионные батареи и мобильная техника

Уже вначале 1980-х годов была возможность делать очень компактные электронные устройства. Например, домашний компьютер ZX Spectrum вполне можно было сделать мобильным, похожим на современные игровые консоли Nintendo Switch, но все упиралось в отсутствие компактных и емких аккумуляторов. Положение дел на рынке мобильной техники тех лет очень хорошо характеризует популярный анекдот про «суперчасы» и чемодан батареек к ним.

Все изменилось в начале 1990-х годов, когда на рынке появились литий-ионные (li-Ion) батареи. Главный вклад в их развитие внесли ученые из разных стран: Джон Гуденоу, Стэнли Уиттингемиз и Акира Ёсино. Разработка велась с конца 1970-х годов, а в 2019 году интернациональный коллектив получил за изобретение литий-ионных батарей нобелевскую премию по химии.

Устройство литий-ионных батарей довольно простое, а эффективность дает подбор уникальных материалов. Грубо говоря, у li-Ion батареи один электрод сделан из графита, а второй — из оксида кобальта. Разделенные полупроницаемой мембраной, электроды взаимодействуют с электролитом, богатым ионами лития.

Литий-ионные батареи оказались нужны везде — в только-только появившихся мобильных телефонах, ноутбуках, часах, калькуляторах и множестве других электронных устройств. Рынок таких девайсов начал бурно развиваться и если сейчас вы оглядитесь по сторонам, то обязательно увидите маленькое электронное устройство с Li-Ion батареей: смартфон, планшет, смарт-часы, калькулятор, ноутбук или беспроводную мышь.

Литий-ионные батареи сейчас переживают апогей своего развития, их все уменьшающийся вес и увеличивающаяся емкость позволяют строить на их основе даже средства передвижения: электро-самокаты, электро-велосипеды, моноколеса и гироскутеры.

Отдельно стоит упомянуть квадрокоптеры, которые совсем недавно появились на рынке. Их создание было невозможно без миниатюризации управляющей электроники и системы питания. Популярные модели могут держаться в воздухе около получаса, производя качественную видеосъемку.

Но прогресс не стоит на месте и в этом году стали появляться новости о создании атомных батарей со сроком службы в 20 и более лет. Представьте, как изменится рынок мобильной техники, если ее больше не надо будет заряжать.

Изобретение жидкокристаллических экранов

Современная мобильная техника немыслима без ЖК-экрана, который позволил кардинально уменьшить размеры и вес устройств. Еще каких-то 15-20 лет назад ЭЛТ-экраны удерживали лидирующие позиции на рынке ПК, мониторов и бытовых телевизоров, но сегодня на этом рынке безоговорочно царствуют ЖК-дисплеи.

А в мобильной технике и миниатюрной электронике — в наручных часах, калькуляторах, небольших информационных дисплеях, ЖК-экраны стали доминировать еще в 70-х годах прошлого века.

Основой ЖК-экранов является вещество цианофенил, которое, находясь в жидком состоянии, имеет свойства, присущие кристаллам. Первые описания подобных веществ сделал ученый Ф. Ренитцер еще в 1888 году, но никто не знал, как применить их свойства на практике.

В 1930 году ученые из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение, но рынок еще не был готов к этой революционной технологии. Как и в случае с другими важнейшими изобретениями, время между первыми работающими образцами и массовым появлением на рынке измеряется десятилетиями.

Только в 1960-х годах компания RCA представила прототип наручных часов с ЖК-экраном. Большой вклад в развитие ЖК-экранов внесла корпорация Sharp, выпустив первый в мире калькулятор CS10A с ЖК-экраном в 1964 году. А в 1976 году на рынке появился первый телевизор с ЖК-экраном диаметром 5,5 дюйма и разрешением 160х120 точек.

В 1980-е годы Sharp остается ведущим разработчиком ЖК-экранов, выпустив в 1987 году первый цветной дисплей диаметром 3 дюйма, основанный на технологии STN (Super-TwistedNematic), а в 1988 году — первый в мире цветной ЖК-дисплей диаметром 14 дюймов.

В 1990-х годах начинается бурное развитие рынка ЖК-экранов, изобретаются новые технологии, такие как IPS (англ. in-plane switching). Небольшие дисплеи понадобились везде — в мобильных телефонах, ноутбуках, видеокамерах и фотоаппаратах.

Сегодня ЖК-экраны окружают нас везде, где бы мы ни находились: телевизор, ноутбук, планшет, смартфон, смарт-часы и даже электронный термометр — везде стоит ЖК-экран. Переоценить их воздействие на мобильную электронику трудно — ведь они компактны, дешевы, позволяют создавать сенсорные экраны и потребляют совсем мало энергии.

На рынке сегодня доминируют три основные технологии изготовления ЖК-дисплеев: TN+film, IPS (SFT, PLS) и MVA. Каждая из технологий имеет свои достоинства и недостатки и, судя по всему, еще долго будут соседствовать на рынке.

Изобретение светодиодных экранов

Яркий свет огромных рекламных панелей, который окружает нас в городах, бегущие цифры на табло рейсов в аэропортах и железнодорожных вокзалов, огромные информационные экраны в биржах и на стадионах — это все светодиодные экраны. Уже мало кто помнит времена, когда все эти экраны и вывески создавались на базе громоздких и прожорливых ламп накаливания. Экономичные и недорогие светодиоды заняли рынок быстро и незаметно.

Первые упоминания о светодиодном эффекте были получены в 1907 году от британского экспериментатора Генри Раунда из компании Маркони Лабс. Он описал электролюминесценцию, которая происходит при прохождении тока в соединении металла и карбида кремния, выражающуюся в желтом, оранжевом и зеленом свечении.

И опять прошло почти полвека между изобретением и его первой практической реализацией. Только в 1962 году был выпущен светодиод красного цвета, который можно было использовать в производстве информационных табло. Разработал его ученый Ник Холоньяк для компании General Electric.

Но светодиоды оставались очень дорогими до 1970-х годов, когда их удешевление совпало с радикальным увеличением их яркости и появлением новых цветов свечения.
А в начале 1990-х годов исследователи из компании Nichia Chemical Industries изобретают недорогие диоды синего и белого цветов, за что впоследствии получили нобелевскую премию по физике.

Нельзя не упомянуть о важнейшей нише светодиодов — системах освещения. Светодиоды за последние 10 лет перевернули рынок систем освещения, вытеснив лампы накаливания и галогенные лампы из наших домов. Энергоэффективные диоды теперь стоят почти в каждой лампочке и уличном фонаре. Подсветка ЖК-экранов, лампочки в фонариках — практически любой источник света сегодня изготавливается с применением светодиодов.

Беспроводные сети — пара слов о Wi-Fi

Современный расцвет мобильной электроники был бы невозможен без удобной и надежной связи между устройствами. Сегодня эта роль лежит на Wi-Fi, самом популярном беспроводном стандарте связи. Это самая молодая технология из упомянутых, ведь стандарт Wi-Fi был разработан совсем недавно, в 1998 году, в лаборатории радиоастрономии CSIRO, в Австралии.

Максимальная скорость стандарта Wi-Fi 802.11a в 1999 году составляла внушительные для тех лет 54 Мбит/с. А сегодня, спустя 20 лет, в стандарте 802.11ax скорость доходит до 11 Гбит/с.

За какие-то 10 лет практически в каждой квартире появилась Wi-Fi-точка, которая позволяет нашим мобильным устройствам получать интернет на огромной скорости. Сложные онлайн-игры, видеосвязь, музыка, а тем более — видео высокой четкости на наших смартфонах, все это заслуга Wi-Fi-связи.

Итоги

Анализируя ключевые научные прорывы, которые перевернули рынок электронных устройств, сразу замечаешь два фактора, которые заметно влияют на итоговый результат.

Во-первых, это заметный временной интервал между изобретением и практическим внедрением технологии. Иногда проходит полвека, прежде чем гениальное изобретение начинает приносить плоды. Но, в последние годы этот интервал становится все короче, ведь научно-технический прогресс ускоряется.

А во-вторых, очень заметно такое влияние прорывов в разных областях науки и техники, что потом, спустя несколько десятилетий они, дополняя друг друга, позволяют создать совершенно новое устройство.

И смартфон, с которого, скорее всего, вы читаете этот текст — это и миниатюрные транзисторы в интегральных микросхемах, и мощная li-Ion батарея, и ЖК-дисплей, подсвеченный светодиодами, и Wi-Fi связь, позволяющая получать быстрый интернет без проводов.

Уберите из этой формулы что-то одно, и устройство уже не cможет существовать в том виде, к которому мы все привыкли.

Источник