Heading

Inleiding

De mens is een vindingrijke soort. Hoewel we nog maar relatief kort op deze planeet leven (de aarde is 4,5 miljard jaar oud), heeft de moderne Homo sapiens al verbazingwekkende, en soms zelfs buitensporige, dingen bedacht en gemaakt. Van het moment dat iemand met een steen op de grond sloeg om het eerste werktuig met scherpe randen te maken, over het debuut van het wiel tot de ontwikkeling van de Marsrovers en het internet, een aantal belangrijke ontwikkelingen springt eruit als bijzonder revolutionair. Hier zijn onze topkeuzes voor de belangrijkste uitvindingen aller tijden, samen met de wetenschap achter de uitvinding en hoe ze tot stand kwamen.

Jeanna Bryner van Live Science heeft bijgedragen aan deze countdown, die oorspronkelijk werd gepubliceerd op 6 maart 2012.

Het wiel

Vóór de uitvinding van het wiel in 3500 v.Chr, waren mensen erg beperkt in hoeveel spullen we over land konden vervoeren, en hoe ver. Blijkbaar was het wiel zelf niet het moeilijkste deel van “de uitvinding van het wiel”. Toen het tijd werd om een niet-bewegend platform aan die rollende cilinder te koppelen, werd het lastig, volgens David Anthony, een professor in de antropologie aan het Hartwick College.

“De geniale vondst was het wiel-en-as concept,” vertelde Anthony eerder aan Live Science. “Maar het maken ervan was ook moeilijk.” Zo moesten de gaten in het midden van de wielen en de uiteinden van de vaste assen bijna perfect rond en glad zijn, zei hij. De grootte van de as was ook een kritische factor, net als de mate waarin de as in het gat paste (niet te strak, maar ook niet te los).

Het harde werk loonde de moeite. De karren op wielen vergemakkelijkten de landbouw en de handel door het vervoer van goederen van en naar de markt mogelijk te maken en door de lasten van mensen die grote afstanden moesten afleggen, te verlichten. Nu zijn wielen van vitaal belang voor onze manier van leven en zitten ze in alles van klokken tot voertuigen en turbines.

De spijker

Zonder spijkers zou de beschaving zeker in elkaar storten. Deze belangrijke uitvinding dateert van meer dan 2000 jaar geleden, uit de Romeinse tijd, en werd pas mogelijk nadat de mens metaal kon gieten en vormen. Voorheen moesten houten constructies worden gebouwd door aangrenzende planken geometrisch in elkaar te schuiven, een veel moeizamer bouwproces.

Tot de jaren 1790 en begin 1800 waren met de hand gesmede spijkers de norm, waarbij een smid een vierkante ijzeren staaf verhitte en er vervolgens aan vier kanten op sloeg om een punt te maken, aldus de Universiteit van Vermont. Machines voor het maken van spijkers kwamen tussen 1790 en 1800 in gebruik. De technologie voor het maken van spijkers bleef zich ontwikkelen; nadat Henry Bessemer een proces had ontwikkeld om staal in massa te produceren uit ijzer, namen de ijzeren spijkers van weleer langzaam af en tegen 1886 werd 10 procent van de Amerikaanse spijkers gemaakt van zacht staaldraad, volgens de Universiteit van Vermont. In 1913 bestond 90 procent van de in de V.S. geproduceerde spijkers uit staaldraad.

Tussen zou de schroef, een sterker maar moeilijker te bevestigen bevestigingsmiddel, zijn uitgevonden door de Griekse geleerde Archimedes in de derde eeuw v. Chr.

Het kompas

Oeroude zeevaarders navigeerden op basis van de sterren, maar die methode werkte niet overdag of tijdens bewolkte nachten, en dus was het onveilig om ver van land te varen.

De Chinezen vonden ergens tussen de 9e en 11e eeuw het eerste kompas uit; het werd gemaakt van lodesteen, een natuurlijk gemagnetiseerd ijzererts, waarvan zij de aantrekkingskracht al eeuwenlang bestudeerden. (Afgebeeld is een model van een oud Chinees kompas uit de Han-dynastie; het is een zuidwijzer, of sinan, gemaakt van gepolijste lodesteen). Spoedig daarna werd de technologie door nautische contacten doorgegeven aan de Europeanen en Arabieren. Het kompas stelde zeelieden in staat om veilig ver van land te navigeren, waardoor de zeehandel toenam en bijgedragen werd aan het tijdperk van de ontdekkingen.

De drukpers

De Duitser Johannes Gutenberg vond rond 1440 de drukpers uit. De sleutel tot de ontwikkeling ervan was de handvorm, een nieuwe vormtechniek waarmee snel grote hoeveelheden beweegbare metalen letters konden worden gemaakt. Hoewel anderen voor hem – waaronder uitvinders in China en Korea – beweegbare letters van metaal hadden ontwikkeld, was Gutenberg de eerste die een gemechaniseerd proces ontwikkelde dat de inkt (die hij maakte van lijnolie en roet) van de beweegbare letters op papier overbracht.

Met dit beweegbare letterproces verhoogden drukpersen exponentieel de snelheid waarmee boekexemplaren konden worden gemaakt, en zo leidden zij voor het eerst in de geschiedenis tot een snelle en wijdverspreide verspreiding van kennis. Tegen 1500 waren er in West-Europa 20 miljoen boekdelen gedrukt.

De drukpers maakte onder meer een bredere toegang tot de Bijbel mogelijk, die op zijn beurt leidde tot alternatieve interpretaties, waaronder die van Maarten Luther, wiens “95 stellingen”, een document dat bij honderdduizend werd gedrukt, de protestantse Reformatie ontketende.

De interne verbrandingsmotor

In deze motoren komt bij de verbranding van een brandstof een gas met een hoge temperatuur vrij, dat bij het uitzetten een kracht uitoefent op een zuiger, waardoor deze in beweging komt. Verbrandingsmotoren zetten dus chemische energie om in mechanische arbeid. Tientallen jaren hebben vele wetenschappers gewerkt aan het ontwerp van de interne verbrandingsmotor, die zijn (in wezen) moderne vorm kreeg in de tweede helft van de 19e eeuw. De motor luidde het industriële tijdperk in en maakte de uitvinding van een grote verscheidenheid aan machines mogelijk, waaronder moderne auto’s en vliegtuigen.

ictured are the operating steps of a four-troke internal combustion engine. De slagen zijn als volgt: 1) Inlaatslag – lucht en verdampte brandstof worden aangezogen. 2) Compressieslag – brandstofdamp en lucht worden samengeperst en ontstoken. 3) Vermogensslag – de brandstof verbrandt en de zuiger wordt naar beneden geduwd, waardoor de machine wordt aangedreven. 4) Uitlaatslag – de uitlaatgassen worden naar buiten gedreven.

De telefoon

Hoewel verschillende uitvinders pionierswerk verrichtten op het gebied van elektronische spraaktransmissie (velen van hen spanden later een proces aan wegens intellectuele eigendom toen het gebruik van de telefoon explosief toenam), was Alexander Graham Bell de eerste aan wie in 1876 een octrooi werd toegekend voor de elektrische telefoon. Zijn octrooitekening is hierboven afgebeeld.

Hoewel verschillende uitvinders pionierswerk verrichtten op het gebied van elektronische spraaktransmissie (van wie velen later intellectuele eigendomsrechten aanspraken toen het gebruik van de telefoon explodeerde), was Alexander Graham Bell de eerste aan wie in 1876 een octrooi werd toegekend voor de elektrische telefoon. (Zijn patenttekening is hierboven afgebeeld.) Hij haalde zijn inspiratie uit het lesgeven aan doven en ook uit bezoeken aan zijn slechthorende moeder, aldus PBS. Hij noemde de eerste telefoon een “elektrische spraakmachine”, aldus PBS.

De uitvinding nam al snel een hoge vlucht en zorgde voor een revolutie in de wereldwijde handel en communicatie. Toen Bell op 2 augustus 1922 overleed, werd volgens PBS de telefoondienst in de VS een minuut stilgelegd om hem te eren.

De gloeilamp

Als je alleen maar natuurlijk licht hebt, is je productiviteit beperkt tot de uren dat het daglicht is. Gloeilampen hebben de wereld veranderd door ons in staat te stellen ’s nachts actief te zijn. Volgens historici waren er in de jaren 1800 twee dozijn mensen betrokken bij de uitvinding van gloeilampen; Thomas Edison wordt gezien als de belangrijkste uitvinder omdat hij in 1879 een volledig functioneel verlichtingssysteem creëerde, inclusief een generator en bedrading en een gloeilamp met kooldraad zoals hierboven.

Naast de introductie van elektriciteit in woningen in de hele westerse wereld, had deze uitvinding ook het nogal onverwachte gevolg dat het slaappatroon van mensen veranderde. In plaats van bij het vallen van de avond naar bed te gaan (omdat we dan niets anders te doen hadden) en de hele nacht door te slapen in gedeelten, gescheiden door wakkere perioden, blijven we nu op, behalve de 7 tot 8 uur die ons zijn toegewezen om te slapen, en, idealiter, slapen we alles in één keer.

Penicilline

Het is een van de beroemdste ontdekkingsverhalen uit de geschiedenis. In 1928 ontdekte de Schotse wetenschapper Alexander Fleming in zijn laboratorium een met bacteriën gevuld petrischaaltje waarvan het deksel per ongeluk op een kiertje stond. Het monster was besmet geraakt met een schimmel, en overal waar de schimmel zat, waren de bacteriën dood. Die antibiotische schimmel bleek de schimmel Penicillium te zijn, en in de daaropvolgende twee decennia zuiverden chemici de schimmel en ontwikkelden het geneesmiddel Penicilline, dat een groot aantal bacteriële infecties bij mensen bestrijdt zonder de mensen zelf te schaden.

Penicilline werd in 1944 in massaproductie genomen en er werd reclame voor gemaakt. Deze poster op een brievenbus uit de Tweede Wereldoorlog raadde militairen aan het middel in te nemen om van geslachtsziekten af te komen.

Bijna 1 op de 10 mensen reageert allergisch op het antibioticum, volgens een studie die in 2003 werd gepubliceerd in het tijdschrift Clinical Reviews in Allergy and Immunology; maar de meeste van deze mensen kunnen het middel daarna wel verdragen, aldus de onderzoekers.

Verhoedsmiddelen

Niet alleen hebben anticonceptiepillen, condooms en andere vormen van anticonceptie een seksuele revolutie ontketend in de ontwikkelde wereld door mannen en vrouwen in staat te stellen seks te hebben voor hun plezier in plaats van voor de voortplanting, ze hebben ook het gemiddelde aantal nakomelingen per vrouw drastisch verminderd in landen waar ze worden gebruikt. Met minder monden te voeden, hebben moderne gezinnen een hogere levensstandaard bereikt en kunnen zij beter voor elk kind zorgen. Intussen dragen voorbehoedsmiddelen op wereldschaal bij tot een geleidelijke afvlakking van de menselijke bevolking; ons aantal zal zich tegen het einde van de eeuw waarschijnlijk stabiliseren. Bepaalde voorbehoedsmiddelen, zoals condooms, remmen ook de verspreiding van seksueel overdraagbare ziekten.

Natuurlijke en plantaardige anticonceptie wordt al millennia gebruikt. Condooms werden al in de 18e eeuw gebruikt, terwijl het eerste orale anticonceptiemiddel “de pil” eind jaren dertig werd uitgevonden door een chemicus genaamd Russell Marker.

Wetenschappers blijven vooruitgang boeken op het gebied van geboortebeperking, waarbij sommige laboratoria zelfs streven naar een mannelijke vorm van “de pil”. Een permanent anticonceptie-implantaat genaamd Essure werd in 2002 goedgekeurd door de Food and Drug Administration, hoewel de FDA in 2016 waarschuwde dat het implantaat sterkere waarschuwingen nodig zou hebben om gebruikers te vertellen over de ernstige risico’s van het gebruik van Essure.

Het internet

Het behoeft eigenlijk geen introductie: Het wereldwijde systeem van onderling verbonden computernetwerken dat bekend staat als het internet, wordt wereldwijd door miljarden mensen gebruikt. Talloze mensen hebben bijgedragen aan de ontwikkeling ervan, maar de persoon die het vaakst wordt gecrediteerd voor de uitvinding ervan is de computerwetenschapper Lawrence Roberts. In de jaren zestig bouwde een team van computerwetenschappers voor het ARPA (Advanced Research Projects Agency) van het Amerikaanse Ministerie van Defensie een communicatienetwerk om de computers van het agentschap met elkaar te verbinden, ARPANET genaamd. Het gebruikte een methode van datatransmissie die “packet switching” werd genoemd en die door Roberts, een lid van het team, was ontwikkeld op basis van eerder werk van andere computerwetenschappers. ARPANET was de voorloper van het Internet.