Cách mạng công nghiệp - gia tốc phát triển loài người ngày càng nhanh

Chiếc máy hơi nước do James Watt chế tạo năm 1760 đã làm thay đổi cả thế giới. Ông không phải là người đầu tiên sáng tạo ra động cơ hơi nước vì trước đó 150 năm, trên thế giới đã xuất hiện loại động cơ này, tất nhiên nó thô sơ hơn chiếc máy của ông, nhưng so với những máy hơi nước của nhiều người đi trước, động cơ hơi nước mà ông đưa ra được coi là nhân tố quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất, giúp nhân loại bước sang một thời đại mới.

Đèn hồ quang bật sáng

Vào năm 1809, tại Anh, Hamphrey biểu diễn đèn hồ quang tại Viện Hoàng Gia London. Đến năm 1877, dân Anh đã được hưởng đèn hồ quang chiếu sáng đường phố. Đây là lần đầu tiên khái niệm đèn điện được hình thành. Hai năm sau, Thomas Edison đưa ra bóng đèn điện sợi đốt (1879). Phát minh này đã làm thay đổi cách thiết kế các nhà ở, cơ quan, công sở và máy móc.

Đèn hồ quang ban đầu được phát minh sử dụng ở những nơi cần ánh sáng cao như đèn đường, hải đăng. Ngày nay, rất ít đèn hồ quang còn hoạt động, chủ yếu ở một số ngọn hải đăng và một số mục đích sử dụng trong công nghiệp. Minh họa: Potec

Đúng vào thời điểm này, Nicolaus Otto chế tạo động cơ đốt trong (1876) mà nhiều người coi đó là sự kiện đánh dấu sự kết thúc của cuộc cách mạng công nghiệp 1.0. Nhưng trên thực tế, động cơ đốt trong đã được thai nghén từ nhiều năm về trước.

Năm 1810, hai kỹ sư người Pháp là Nicéphore Níepce và Claude Níepce đã chế tạo một động cơ đốt trong chạy bằng hỗn hợp rêu, than cám và nhựa thông. Họ lắp động cơ vào một cỗ xe, nhưng động cơ này không đẩy cỗ xe đi nhanh được. Tốc độ 6km/giờ là không thể chấp nhận.

Nicephore và Claude đặt tên cho động cơ đốt trong do họ tạo ra là "The Pyreolophore". Bằng sáng chế động cơ này do chính Napoléon Bonaparte ký. Sau đó ít lâu, Francois Isaac De Rivaz đã dùng tia lửa điện làm cơ chế đánh lửa cho động cơ đốt trong. Rivaz đã lắp động cơ này vào một cỗ xe, tạo ra chiếc ô tô đầu tiên.

Năm 1823, Samuel Brown đã chế tạo một động cơ đốt trong ứng dụng vào công nghiệp (gọi máy này là "The Gas Vacuum Engine"). Máy được dùng vào việc bơm nước lên tầng trên của kênh đào Croydon ở Anh.

Năm 1838, Lemuel Wellman Wright tạo ra một động cơ đốt trong với xi lanh bọc nước. Mãi đến năm 1860, lần đầu tiên động cơ đốt trong do Estienne Lenoir chế tạo mới được ứng dụng trong thương mại.

Đến năm 1876, động cơ đốt trong do Nicolaus Otto tạo ra đã trở thành một yếu tố kỹ thuật để cuộc cách mạng công nghiệp 2.0 bắt đầu.

Song, động cơ đốt trong vẫn được tiếp tục cải tiến.

Năm 1879, Karl Benz đã cải tiến động cơ đốt trong chạy bằng xăng. Sau đó, năm 1882, James Atkinson đã cải tiến chu trình Otto để nâng cao hiệu suất của động cơ đốt trong.

Năm 1885, Gottlieb Dainber (Đức) đăng ký bằng sáng chế động cơ đốt trong 4 kỳ chạy bằng xăng.

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai - sự ra đời của ô tô tăng lên gia tốc phát triển

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai được mở đầu gắn với động cơ đốt trong - Động cơ hơi nước tuy vẫn được sử dụng, nhưng nó đã mất thế độc tôn trong sản xuất công nghiệp.

Ô tô là một phát minh kỳ diệu gắn với việc ứng dụng động cơ đốt trong.

Năm 1886, Karl Benz (Áo) làm ra chiếc xe ô tô 3 bánh. Vành bánh xe to và mảnh khảnh như bánh xe đạp mà ta thường gặp. Chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong, chạy tốt hơn nhiều so với các cỗ xe trước đó chạy bằng hơi nước. Chiếc xe này khẳng định rằng, ô tô chạy bằng hơi nước không thể so sánh với nó được.

Năm 1892, ở Mỹ xuất hiện chiếc ô tô 4 bánh, hệ thống đánh lửa bằng điện, bộ bơm dầu tự động, đạt vận tốc khoảng 20km/giờ.

Năm 1908, Hãng Ford sản xuất dòng xe Ford Model T trên dây chuyền lắp ráp. Người ta coi đó là chiếc ô tô huyền thoại. Động cơ chạy bằng xăng đạt 20 mã lực. Xe chạy với tốc độ tối đa là 72km/giờ.

Năm 1911, người ta thấy khởi động ô tô bằng manivent (Tay quay) không an toàn nên đã chế tạo ra bộ phận khởi động điện tử (Electric Ignition Starter).

Một chiếc Cadillac cổ - huyền thoại một thời. Ảnh: Freexel

Năm 1912, chiếc xe Cadillac ra đời.

Từ thời điểm này, xe ô tô được cải tiến dần.

Năm 1921: Người ta làm ra ổ mồi thuốc lá trên ô tô (Cigarette lighters).

Năm 1930: Trên ô tô được lắp radio. Ngồi trên xe, người ta có thể nghe tin tức và ca nhạc, nhưng phải đến năm 1952, radio trên xe mới nhận được tần số FM.

Năm 1934: Người ta treo lò xo cuộn/xoắn vào bánh ô tô (Coil-spring suspension System) và sau đó là dây an toàn (Seatbelts).

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba - ước mơ bay lên của con người

Đúng vào thời điểm này, cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ ba bắt đầu. Tất nhiên, những chiếc ô tô vẫn tiếp tục được cải tiến cho đến ngày nay.

Máy bay cũng là một tuyệt tác của việc sử dụng động cơ đốt trong lấy xăng làm nhiên liệu. Song, để có được những chiếc máy bay hiện đại, cần có sự nối tiếp các tri thức của con người qua cả nghìn năm - nghìn năm đổ mồ hôi và nước mắt, có cả máu nữa.

Trước Công nguyên, trẻ em ở Trung Quốc đã biết lấy chiếc que tre tròn, trên đầu que gắn lông chim thành hình chữ thập, để que giữa 2 lòng bàn tay rồi xiết hai bàn tay và buông ra, cái que bay lên, xoay tròn trông như cánh quạt máy quay tít. Người ta bảo trò chơi đơn giản này là thủy tổ của máy bay trực thăng ngày nay.

Vào thời kỳ Phục Hưng, Léonardo de Vinci đã thiết kế vài mẫu máy bay, trong đó có cả chiếc trực thăng, nhưng không có cái nào bay được. Dù sao cũng thấy đây là một ý tưởng táo bạo và một hình thức tư duy kỹ thuật.

Một thợ may người Đức, ông Albrecht Ludwig Berblinger lại say mê sáng tạo trong lĩnh vực cơ khí. Năm 1811, ông hoàn tất chiếc tàu lượn có thể bay được. Trong ngày trình diễn đầu tiên về chiếc tàu lượn này, vua và các con trai đã tới dự. Rất tiếc là cả hai lần bay thử đều thất bại. Một dấu chấm hết về mặt xã hội và về sự nghiệp dành cho Berblinger.

Một người Đức khác có tên là Otto Lilienthal đã thiết kế mô hình tàu lượn dựa trên "nguyên lý khí động học". Ông đã thực hiện 1.000 lần bay thử. Otto nói rằng: Làm ra một mô hình máy bay không là gì. Làm ra một chiếc là một cái gì đó. Nhưng làm cho nó bay lên là cả một vấn đề.

Năm 1896, Otto Lilienthal bị tai nạn khi bay tàu lượn. Sau 2 ngày được cứu chữa, ông không qua khỏi.

Ngày 17/12/1903, tại đồi Kill Devil (Bang Bắc Carolina, Mỹ), hai anh em Orville Wright và Wilbur Wright đã thực hiện chuyến bay đầu tiên. Orville bay 12 giây được đoạn đường 36,5 m. Thành tích đơn giản nhưng rất vĩ đại.

Đến lượt Wilbur, anh bay được 59 giây, đạt được quãng đường 296 mét. Đó là chiếc máy bay với tên gọi là Flyer1. Chiếc máy bay có sải cánh 12m, nặng 300kg, động cơ xăng 12 mã lực. Hiện nay, nó được đặt ở Viện bảo tàng Hàng không và không gian quốc gia Hoa Kỳ Smithsonion tại Washington D.C.

Ngày 13/9/1906, Alberto Santos-Dumont người Pháp đã trình diễn một chuyến bay có thể tự cất cánh, tự bay và tự hạ cánh, không cần thiết bị phóng cũng như các thiết bị phù trợ khác. Nhiều người coi đây mới là chuyến bay đầu tiên đúng nghĩa của nó.

Ngày 13/11/1907, nhà sáng chế người Pháp Paul Cornu đã làm ra chiếc máy bay trực thăng. Chiếc trực thăng này chỉ nâng mình khỏi mặt đất với độ cao 0,5m và đứng trong không khí được 20 giây.

Máy bay được dùng trong quân sự rất sớm. Chưa đầy 10 năm sau chuyến bay của Santos-Dumont, máy bay trở thành một phương tiện lợi hại trong chiến tranh thế giới lần thứ nhất. Phần lớn các nước đều chế tạo máy bay 2 tầng cánh, chạy bằng cánh quạt với nhiên liệu là xăng. Trên máy bay thường chỉ có một phi công. Lúc đó, máy bay trinh sát mặt trận chứ không oanh tạc. Sau đó, người ta bố trí một xạ thủ ngồi sau phi công để tham chiến như bắn súng máy hoặc ném lựu đạn. Những trận không chiến giữa hai hay nhiều máy bay chỉ có một người lái duy nhất thường dưới hình thức bắn nhau bằng súng lục. Đôi khi, trước kẻ thù, phi công căm giận lao máy bay của mình vào máy bay đối phương.

Năm 1914, trước ngày bùng phát Đại chiến thế giới lần thứ nhất, ngoài máy bay quân sự đơn giản như nói ở trên, chỉ có máy bay đưa thư. Hồi đó, chưa có máy bay đủ lớn để chở hàng hóa hoặc hàng khách.

Từ sau Đại chiến thế giới lần thứ nhất, máy bay đã phát triển kỳ diệu. Đến thời điểm bắt đầu cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ ba (1960) thì máy bay cánh quạt đã được thay dần bằng máy bay phản lực.

Điện thoại - kho sử về cảm xúc nhân loại

Sau 4 năm kể từ khi động cơ đốt trong của Nicolaus Otto đánh dấu sự khởi đầu cuộc Cách mạng công nghiệp 2.0 thì ở Đức, một giáo viên tên là Philippe Reiss làm ra chiếc máy truyền âm thanh của nhạc. Ông chào hàng sản phẩm này, nhưng người ta không có nhu cầu. Mọi người muốn có máy nghe tiếng nói để giao tiếp với người khác, họ chưa cần nghe nhạc.

Năm 1875, Alexander Graham Bell và Eliza Gray (Mỹ) đã chế tạo được máy truyền âm thanh hoàn chỉnh. Ngày 14/2/1876, cả 2 người cùng trình bày sản phẩm của mình. Hội đồng chỉ công nhận Graham Bell, còn Gray thất bại. Tuy vậy, cả 2 máy này vẫn không dùng được.

Điện thoại thông minh xóa nhà ranh giới thực và ảo trong đời sống. Ảnh: Freeimage

Tháng 6/1876, tại Hội chợ ở Philadelphia, người dân được thấy hoạt động của điện thoại.

Năm 1877, Hãng Bell Telephone Company được sáng lập và họ bắt đầu chế tạo điện thoại. Để cạnh tranh, Western Union Telegraph đã yêu cầu Thomas A.Edison làm ra chiếc điện thoại khác. Edison bắt đầu từ máy của Reiss, cho ra đời một máy phát có điện trở thay đổi, nhạy hơn máy của Bell, trở thành microphone đầu tiên bằng graphite (27/4/1877). Vài tháng sau thì Bell giới thiệu Hand Telephone, ngay sau đó, Frederick Gower cải tiến Hand Telephone, lắp đặt thành một hệ thống tại Paris. Từ đó, nước Pháp có trung tâm điện thoại.

Một số nhà nghiên cứu cho rằng, không phải Bell, mà Antonio Meucci mới là người đầu tiên làm ra điện thoại vì năm 1860, ông đã lắp một máy để thực hiện cuộc gọi đầu tiên mà vợ ông là người nghe. Tiếc rằng, Antonio Meucci không đủ 250 USD để đăng ký bản quyền.

98 năm sau, kể từ khi chiếc điện thoại của Bell ra mắt công chúng, Martin Cooper chế tạo thành công chiếc điện thoại di động. Đó là chiếc Motorola Dyna TAC 8000x đầu đời, có trọng lượng 1,13kg. Người ta gọi là "Cục gạch" - một cục gạch giá 3.995 USD, được giới thiệu vào ngày 3/4/1973.

Chắc nhiều người chưa biết chiếc điện thoại này là thủy tổ của những Smartphone ngày nay.

Trong giai đoạn 1876-1960, cùng với sự phát triển của ô tô, máy bay, điện thoại, ta còn thấy thành tựu vĩ đại của điện ảnh gắn liền với tên tuổi của anh em Louis Lumìere và Auguste Lumìere. Những hình ảnh động được ghi lại và được lưu giữ lâu đời đã góp phần làm hình ảnh ai đó vẫn sống động với chúng ta cho dù họ đã sang thế giới khác từ lâu.

Chúng ta vẫn không thể không nhắc đến tin tức radio đầu tiên trên thế giới được phát vào ngày 31/8/1920 bởi đài 8MK ở Detroit, Michigan (Hoa Kỳ). Từ những nghiên cứu về sóng radio của nhiều bộ óc thiên tài, người ta đã tìm ra phương pháp truyền tín hiệu không dây bằng sóng radio. Những chiếc radio ra đời, và sau đó là hệ thống đài phát thanh hình thành... Tên tuổi của Heinrich Hertz, James Clerk Maxwell, Augusto Righi Oliver Joseph Lodge... đã gắn chặt với kỹ thuật phát thanh mãi mãi.

Những phát minh kế tiếp nhau ra đời, và khi chiếc máy tính phát huy tác dụng mạnh mẽ thì cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ ba bắt đầu. Vì thế, nhiều người gọi cuộc cách mạng này là cách mạng máy tính hay cách mạng kỹ thuật số.

GS.TS Phạm Tất Dong