Что придумали и открыли в Германии

Автомобиль с бензиновым двигателем, бумажный фильтр для кофе и формат MP3 появились благодаря изобретателям и исследователям из Германии. У одних разработок есть конкретный автор, другие возникли в результате работы целых команд. За привычными вещами стоят разные достижения: постройка новой машины, улучшение крепежа, способ уменьшить размер музыкального файла. А опыты Генриха Герца дали научную основу для беспроводной связи.

Бензиновый автомобиль Карла Бенца

В 1885 инженер Карл Бенц построил в Маннхайме трёхколёсный автомобиль с бензиновым двигателем. Машину, известную как Benz Patent-Motorwagen, он с самого начала проектировал для движения с мотором. Двигатель, рама и ходовая часть составляли единую конструкцию.

Карл Бенц с Patent-Motorwagen.

У автомобиля была рама из стальных труб и три колеса со спицами. Сзади горизонтально располагался одноцилиндровый четырёхтактный двигатель мощностью около 0,75 лошадиной силы. Вода охлаждала мотор, испаряясь во время работы. На сиденье помещались водитель и пассажир.

29 января 1886 Бенц подал заявку на патент, которому присвоили номер 37435. В июле автомобиль впервые показали публике.

В августе 1888 Берта Бенц с сыновьями Ойгеном и Рихардом отправилась на автомобиле мужа из Маннхайма в Пфорцхайм. Эта поездка вошла в историю как первое дальнее автомобильное путешествие. Она показала, что машина способна проехать между городами.

Одной из остановок стала аптека в Вислохе. Там Берта купила лигроин — лёгкий нефтяной растворитель, который служил топливом для двигателя. Заправочных станций ещё не было, и подходящее горючее продавалось среди аптечных товаров. Поэтому городскую аптеку Вислоха называют первой автозаправкой в мире.

Телефон Филиппа Райса

26 октября 1861 учитель Филипп Райс продемонстрировал Физическому обществу во Франкфурте-на-Майне аппарат для передачи звука по электрическому проводу. Своё устройство он назвал Telephon. Райс работал во Фридрихсдорфе и ставил опыты с моделями, которые помогали ему изучать передачу звуковых колебаний.

Один из ранних передатчиков напоминал деревянное ухо. Натянутая мембрана выполняла роль барабанной перепонки: колебалась от звука и двигала металлический контакт. Изменения в электрической цепи передавались по проводу к приёмнику, где снова превращались в колебания, доступные слуху.

Работа аппарата зависела от настройки контакта. Для воспроизведения речи требовалось изменять силу тока в соответствии со звуком. Простое размыкание и замыкание цепи не давало надёжной передачи всех особенностей голоса. Райс продолжал менять конструкцию передатчика и приёмника.

Филипп Райс с передатчиком и приёмником телефона.

С опытами Райса связана фраза «Das Pferd frisst keinen Gurkensalat» — «Лошадь не ест огуречный салат». Городской сайт Фридрихсдорфа объясняет её появление проверкой аппарата: участники специально придумывали неожиданные предложения. Это позволяло проверить, слышит ли человек слова или угадывает их по смыслу.

Развитием телефонной связи занимались изобретатели в нескольких странах. Александр Грэм Белл получил американский патент на телефон 7 марта 1876. Райс до этого не дожил: он умер в январе 1874. Его аппарат остался одним из ранних действующих устройств для электрической передачи звука и этапом на пути к разговорной телефонной связи.

Опыты Генриха Герца с электромагнитными волнами

В 1886–1888 физик Генрих Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Клерка Максвелла. Он работал в Высшей технической школе Карлсруэ, на базе которой позднее возник современный Технологический институт Карлсруэ, KIT.

В ноябре 1886 Герц получил электрическую искру в передатчике и обнаружил вызванный ею сигнал в приёмнике на расстоянии нескольких метров. Провода между устройствами не было. Приёмник позволял заметить воздействие волны по крошечной искре в зазоре его проводника.

В следующих опытах Герц исследовал отражение и преломление волн. Результаты подтверждали теорию Максвелла и общую электромагнитную природу света и радиоволн.

Генрих Герц за опытом с электромагнитными волнами.

Эти исследования создали основу для радиосвязи. Позднее инженеры научились передавать с помощью радиоволн сообщения, речь и изображения. Беспроводные технологии, включая мобильную связь и Wi-Fi, используют тот же физический принцип распространения электромагнитных волн.

В честь учёного названа единица частоты — герц, обозначаемый Гц или Hz. Частота в один герц означает одно полное колебание в секунду. Имя исследователя встречается в характеристиках радиосигналов, электрических приборов и экранов.

Дюбель и синхронизированная вспышка Артура Фишера

В 1958 Артур Фишер разработал распорный дюбель из нейлона. Крепёж для отверстий в стенах существовал и раньше: применялись деревянные пробки, волокнистые вставки и металлические конструкции. Фишер предложил пластиковую деталь с формой, рассчитанной на распирание при вкручивании шурупа.

Шуруп раздвигает части дюбеля и прижимает их к стенкам отверстия. Боковые выступы мешают дюбелю проворачиваться, а насечки помогают ему удерживаться внутри. Первый образец Фишер вырезал вручную из куска нейлона. 7 ноября 1958 он подал патентную заявку на свою конструкцию.

Артур Фишер с распорным дюбелем.

Другой разработкой Фишера стала вспышка, согласованная с работой затвора фотоаппарата. Задача состояла в том, чтобы дать свет в нужный момент экспозиции. В мае 1949 он подал заявку на патент для магниевой вспышки с электрическим запуском.

Фишер также создал систему деталей для технического конструктора fischertechnik, поступившего в продажу в 1960-х. Из этих деталей можно собирать механизмы и действующие модели машин.

Chlorodont: зубная паста Оттомара фон Майенбурга

В 1907 дрезденский аптекарь Оттомар фон Майенбург разработал зубную пасту Chlorodont. Первые опыты он проводил в небольшой лаборатории на чердаке Löwen-Apotheke. Пасту выпускали в металлических тюбиках, из которых её можно было выдавливать на щётку.

К тому времени зубная паста уже продавалась за пределами Германии. Например, Colgate начала выпускать её в баночках в 1873, а в сминаемых тюбиках — в 1896.

Chlorodont стала одной из ранних крупных немецких потребительских марок. Распространению пасты помогла масштабная реклама: покупатели запоминали название и упаковку, а производитель связывал продукт с регулярным уходом за зубами. Так аптечная разработка превратилась в товар для массового рынка.

Позднее Chlorodont выпускало предприятие Elbe-Chemie в ГДР. Производство пасты под этой маркой прекратилось в середине 1980-х.

Рекламные тумбы Эрнста Литфаса

Круглые столбы для афиш в Германии называются Litfaßsäulen — тумбы Литфаса. Берлинский печатник Эрнст Литфас сделал их частью городской системы размещения объявлений. Рекламодатели получили согласованные места для плакатов, которые до этого клеили на стены, заборы и деревья.

5 декабря 1854 Литфас заключил с берлинской полицией договор, разрешавший установить 150 тумб. Он получил исключительное право использовать их для объявлений на 15 лет. В 1855 в городе поставили первые 100 тумб.

Первую установили 15 апреля 1855 на углу Мюнцштрассе и Гренадирштрассе, которая теперь называется Альмштадтштрассе. На тумбах размещали театральные афиши, рекламу и официальные сообщения.

У таких конструкций были предшественники в Лондоне и Париже. Заслуга Литфаса состояла в организации сети рекламных тумб в Берлине. Его фамилия закрепилась в немецком названии этого городского предмета.

Рекламная тумба Литфаса на берлинской улице.

С 2006 на Мюнцштрассе стоит бронзовая тумба в память о Литфасе. Она отмечает место появления первой берлинской рекламной тумбы. Вместо сменяющихся афиш на памятнике можно увидеть портрет печатника.

Бумажный кофейный фильтр Мелитты Бенц

В 1908 жительница Дрездена Мелитта Бенц придумала кофейный фильтр с бумажной вставкой. Она искала способ отделять гущу от напитка. Сито могло пропускать мелкие частицы или забиваться, а оставшийся в чашке осадок портил вкус кофе.

Для опытов Мелитта взяла латунный стакан и проделала отверстия в дне. Внутрь положила лист промокательной бумаги из школьной тетради сына. Бумага задерживала гущу, а готовый напиток проходил сквозь неё и стекал через отверстия.

Фильтр получил охрану как полезная модель в 1908. В декабре того же года Мелитта вместе с мужем Хуго зарегистрировала предприятие. Его первым адресом стала квартира семьи в Дрездене. Металлические держатели и бумажные вставки заказывали у производителей, а покупателям показывали, как заваривать кофе новым способом.

Бумажная вставка избавляла от необходимости вычищать гущу из фильтра: использованную бумагу выбрасывали вместе с осадком. Позднее менялись форма держателей и самих фильтров. Знакомые бумажные пакеты Melitta появились в 1936. Принцип остался прежним: вода проходит через молотый кофе и бумагу, которая удерживает частицы.

MP3 и команда Fraunhofer

В конце 1980-х исследователи Института интегральных схем Fraunhofer IIS в Эрлангене начали разрабатывать технологию, известную сегодня как MP3. Работа опиралась на исследования Университета Эрлангена — Нюрнберга. Среди участников команды были Карлхайнц Бранденбург, Бернхард Грилль, Харальд Попп и Юрген Херре; с институтом сотрудничали и промышленные партнёры.

Одна из исходных идей состояла в передаче музыки по телефонной линии. Несжатая цифровая запись занимала много памяти и требовала высокой скорости соединения. Разработчики уменьшили объём данных, используя особенности человеческого слуха.

Например, громкий звук может делать более тихий звук рядом с ним неслышным. При кодировании такие компоненты можно описать менее точно и потратить на них меньше данных. Это позволяет заметно уменьшить файл. MP3 относится к сжатию с потерями: исходную запись из него нельзя восстановить полностью. Насколько слышны отличия, зависит от настроек кодирования и самой записи.

Название .mp3 команда выбрала 14 июля 1995 по итогам внутреннего голосования по электронной почте. Оно сокращает обозначение MPEG-1 Audio Layer III. Саму технологию к этому времени уже включили в международный стандарт MPEG.

Небольшие музыкальные файлы было удобнее передавать через интернет, а в памяти портативного проигрывателя помещалось больше записей. Разработка форматов звука продолжилась: последующие кодеки, включая AAC, позволили дальше уменьшать объём данных при сопоставимом качестве.