Kdy byla vynalezena kalkulačka? Historie vzniku počítacích strojů. Služba jako výchozí bod reorganizace

James Clerk Maxwell (1831–1879) je význačná postava skotského osvícenství, která hodně přispěla k aktualizaci odkazu Keltů, kteří interagovali s prostorem z perspektivy barev a světla. Maxwell neocenitelně přispěl k pochopení starověkých kultur. Jeho práce o elektrodynamice jsou navíc základem nauky o vývoji a ovládání lidského vědomí prostřednictvím elektromagnetických vln.

Maxwell vytvořil nejdůležitější systém teorie světla, která byla v té době napřed a i dnes je před schopností člověka prožívat barvy. Vědecky dokázal, že je důležité přesně porozumět osmi frekvenčním charakteristikám barev, které určují schopnosti našeho vědomí. Zvláště důležité je poznamenat jeho studii osmé barvy - bílé, kterou ukázal jako obrazec skládající se z frekvenčních charakteristik červené, zelené a fialové květy. To znamená, že se tvoří tři barvy, které určují nejnižší, nejvyšší a průměrnou frekvenci bílý.

Ve skutečnosti vytvořil velkou teorii Barevné geometrie, která se nikdy nestala společností žádanou pro rozvoj člověka, ale přešla do vědecké roviny - práce s různými frekvenčními vibracemi. Ale bílá barva je ve skutečnosti rovnoramenný trojúhelník se středem rotace (aka bod míšení tří barev). Naše tělo funguje podle podobného schématu, pokud jej chápeme jako trojúhelník (ale to pouze tehdy, pokud jej chápeme jako trojúhelník). Pokud znovu vytvoříme podobný bod míchání v těle, pak se můžeme dostat nejvýše frekvenční odezva spojené s bílou barvou. Nejde jen o elektromagnetický efekt, ale o možnost, že ho náš duch obývá.

Tak měníme chování molekulárních vazeb uvnitř našeho těla a dokážeme se postavit proti sobě magnetické pole. Ale nejdůležitější je, že Maxwell ukázal progresi tohoto pohybu, tedy budování, kde je možné dokázat neomezenost vývoje našeho těla a vědomí. A slavné gimletové pravidlo, které technicky studujeme, má zcela jiný pojmový význam.

Bohužel, Maxwellovy skvělé znalosti jsou stále vyučovány a nesprávně interpretovány. Ale to vysvětluje možnost porozumění, nebo spíše vnímání fyzický stav osa jako orgán, který je obdařen elektrickými indikátory se speciální frekvencí.

Přítomnost této osy umožňuje člověku posunout všechny své energetické charakteristiky, vytvořit vnitřní „vrchol“, což mimochodem Maxwell dokázal nejen svou teorií barev, ale také zkušeností s házením kočky dolů ( jeho schopnost přistát na čtyřech tlapách).

Proč je ale pro nás barva v tomto ohledu tak důležitá? Protože barevná reakce v mozku zastínila všechny ostatní reakce v našem těle. Bez toho, abychom se naučili vnímat barvu a správně na ni reagovat, budeme na této reakci stále závislí a bude narušovat všechny ostatní vjemy. Barva je základem našeho vidění a vize je základem našeho ducha, to znamená, že lidský duch se živí především barvou. Nejdůležitější je pochopit tři barvy – červenou, zelenou a fialovou (modrou).

Je jasné, že Maxwell nešel hluboko do toho, co identifikoval, ale je důležité, že to nastínil, protože zde je položen základ vzdělání člověka a rozvoj jeho kvality pozorování. Ať děláme cokoli, záleží nám na barvě – jak v místě, kde žijeme, tak v oblečení, které nosíme. A to i v jídle, které jíme. Tento skutečný systém, vlastnit fyzické ukazatele a odpovídající síla. Takže tento velký Skot nejenže dal lidstvu klíče k pochopení přírody, ale také vysvětlil myšlenku tartanu (barvy tkáňových buněk ve skotských rodinách a organizacích), klanového systému Skotů, kde je kombinace vývoje klanu skrytý. Tartan je vzorec, který má své vlastní frekvenční indikátory.

Nejdůležitějším faktorem pro změnu tváře světa je rozšíření obzorů vědeckého poznání. Klíčová funkce ve vývoji vědy tohoto časového období je široké uplatnění elektřiny ve všech průmyslových odvětvích. A lidé už nemohli odmítnout používat elektřinu poté, co ji pocítili významné výhody. V této době začali vědci podrobně studovat elektromagnetické vlny a jejich vliv na různé materiály.

Velký úspěch vědy 19. století. navrhl anglický vědec D. Maxwell elektromagnetická teorie Light (1865), který shrnul výzkum a teoretické závěry mnoha fyziků různé země v oborech elektromagnetismus, termodynamika a optika.

Maxwell je dobře známý pro formulaci čtyř rovnic, které byly vyjádřením základních zákonů elektřiny a magnetismu. Tyto dvě oblasti byly před Maxwellem po mnoho let široce zkoumány a bylo dobře známo, že spolu souvisí. Ačkoli již byly objeveny různé zákony elektřiny a platily pro konkrétní podmínky, před Maxwellem neexistovala jediná obecná a jednotná teorie.

D. Maxwell přišel na myšlenku jednoty a vzájemného vztahu elektrických a magnetických polí, vytvořil na tomto základě teorii elektromagnetické pole, podle kterého se elektromagnetické pole po vzniku v libovolném bodě prostoru v něm šíří rychlostí stejnou rychlost Sveta. Tak vytvořil spojení mezi světelnými jevy a elektromagnetismem.

Ve svých čtyřech rovnicích, krátkých, ale poměrně složitých, dokázal Maxwell přesně popsat chování a interakci elektrických a magnetických polí. Tak převedl tento složitý fenomén do jediné, srozumitelné teorie. Maxwellovy rovnice byly v minulém století široce používány v teoretických i aplikovaných vědách. Hlavní výhodou Maxwellových rovnic bylo, že jsou obecné rovnice, použitelné za všech okolností. Všechny dříve známé zákony elektřiny a magnetismu lze odvodit z Maxwellových rovnic, stejně jako mnoho dalších dříve neznámých výsledků.

Nejdůležitější z těchto výsledků odvodil sám Maxwell. Z jeho rovnic můžeme usoudit, že dochází k periodickému kmitání elektromagnetického pole. Po spuštění se takové vibrace, nazývané elektromagnetické vlny, rozšíří vesmírem. Ze svých rovnic byl Maxwell schopen odvodit, že rychlost takových elektromagnetických vln bude přibližně 300 000 kilometrů (186 000 mil) za sekundu. Maxwell viděl, že tato rychlost se rovná rychlosti světla. Z toho udělal správný závěrže samotné světlo se skládá z elektromagnetických vln. Maxwellovy rovnice tedy nejsou pouze základními zákony elektřiny a magnetismu, jsou základními zákony optiky. Z jeho rovnic lze skutečně odvodit všechny dříve známé zákony optiky, stejně jako dříve neznámé výsledky a vztahy. Viditelné světlo není jen možný pohled elektromagnetického záření.

Maxwellovy rovnice ukázaly, že by mohly existovat další elektromagnetické vlny, které se liší vlnovou délkou a frekvencí od viditelného světla. Tyto teoretické závěry následně jasně potvrdil Heinrich Hertz, který dokázal jak vytvořit, tak i usměrnit neviditelné vlny, jejichž existenci předpověděl Maxwell.

Poprvé v praxi se německému fyzikovi G. Hertzovi podařilo pozorovat šíření elektromagnetických vln (1883). Také určil, že jejich rychlost šíření je 300 tisíc km/s. Paradoxně věřil, že elektromagnetické vlny nebudou mít praktická aplikace. A o pár let později na základě tohoto objevu A.S. Popov je použil k přenosu prvního radiogramu na světě. Skládal se pouze ze dvou slov: „Heinrich Hertz“.

Dnes je úspěšně používáme pro televizi. Rentgenové paprsky, gama paprsky, infračervené paprsky, ultrafialové paprsky jsou dalšími příklady elektromagnetického záření. To vše lze studovat pomocí Maxwellových rovnic. Ačkoli Maxwell dosáhl uznání především za své okázalé příspěvky k elektromagnetismu a optice, přispěl také k jiným vědním oborům, včetně astronomické teorie a termodynamiky (studium tepla). Předmětem jeho zvláštního zájmu byla kinetická teorie plynů. Maxwell si uvědomil, že ne všechny molekuly plynu se pohybují stejnou rychlostí. Některé molekuly se pohybují pomaleji, jiné rychleji a některé se pohybují velmi rychle. vysoká rychlost. Maxwell odvodil vzorec, který určuje, která částice molekuly daného plynu se při kterékoli bude pohybovat nastavit rychlost. Tento vzorec, nazývaný Maxwellovo rozdělení, je široce používán ve vědeckých rovnicích a má významné aplikace v mnoha oblastech fyziky.

Tento vynález se stal základem pro moderní technologie bezdrátový přenos informační, rozhlasové a televizní, včetně všech typů mobilní komunikace, jehož fungování je založeno na principu přenosu dat prostřednictvím elektromagnetických vln. Po experimentálním potvrzení reality elektromagnetického pole byl učiněn zásadní vědecký objev: existují různé typy hmoty a každý z nich má své vlastní zákony, které nelze redukovat na Newtonovy zákony mechaniky.

Americký fyzik R. Feynman výtečně promluvil o Maxwellově roli ve vývoji vědy: „V dějinách lidstva (když se na to podíváte řekněme o deset tisíc let později) bude nepochybně nejvýznamnější událostí devatenáctého století Maxwellova objev zákonů elektrodynamiky. Na pozadí tohoto důležitého vědeckého objevu bude americká občanská válka ve stejném desetiletí vypadat jako provinční incident.

Edinburgh. 1831-1850 ……………………………………………………………..3

Dětství a školní léta

První objev

Edinburská univerzita …………………………………………………….4

Cambridge. 1850-1856 ……………………………………………………………5

Třídy elektřiny

Aberdeen. 1856-1860…………………………………………………………………………………………7 Pojednání o prstencích Saturnu

Londýn – Glenlair. 1860-1871 ………………………………………………….9

První barevná fotografie

Teorie pravděpodobnosti

Maxwellův mechanický model

Elektromagnetické vlny a elektromagnetická teorie světla

Cambridge 1871-1879 ……………………………………………………………11

Cavendishova laboratoř

Světové uznání

Seznam použité literatury ………………………………………..13

Edinburgh. 1831-1850

Dětství a školní léta

13. června 1831 v Edinburghu, na India Street číslo 14, Frances Kay, dcera edinburského soudce, po svatbě s paní Clerk Maxwellovou porodila syna Jamese. V tento den se na celém světě nic významného nestalo. Ale již jedenáct let se skvělý Faraday snaží pochopit tajemství elektromagnetismu a teprve nyní, v létě 1831, zachytil stopu nepolapitelného elektromagnetická indukce a Jamesovi budou pouhé čtyři měsíce, když Faraday shrne svůj experiment „získání elektřiny z magnetismu“. A tím se otevírá nová éra- éra elektřiny. Období, pro které bude žít a tvořit malý James, potomek slavných rodin skotských úředníků a Maxwellů.

Jamesův otec, John Clerk Maxwell, povoláním právník, nenáviděl právo a neměl rád, jak sám řekl, „špinavé právníky“. Kdykoli se naskytla příležitost, John zastavil své nekonečné šourání po mramorových vestibulech edinburského dvora a věnoval se vědeckým experimentům, které dělal nenuceně, amatérsky. Byl to amatér, byl si toho vědom a nesl to těžce. John byl zamilovaný do vědy, do vědců, do praktických lidí, do svého učeného dědečka George. Byly to experimenty s konstrukcí foukacích měchů, které prováděl společně s jeho bratrem Francesem Kayem, co ho svedlo dohromady s jeho budoucí manželkou; svatba se konala 4. října 1826. Měchy nikdy nefungovaly, ale narodil se syn James.

Když bylo Jamesovi osm, zemřela mu matka a on zůstal žít se svým otcem. Jeho dětství je plné přírody, komunikace s otcem, knih, příběhů o jeho příbuzných, „vědeckých hraček“ a prvních „objevů“. Jamesova rodina se obávala, že se mu nedostává systematického vzdělání: náhodné čtení všeho v domě, hodiny astronomie na verandě domu a v obývacím pokoji, kde James a jeho otec postavili „nebeský glóbus“. Po neúspěšný pokus Po studiu u soukromého učitele, od kterého James často utíkal k zajímavějším záležitostem, bylo rozhodnuto poslat ho studovat do Edinburghu.

Navzdory tomu, že byl vzděláván doma, James splnil vysoké standardy Edinburghské akademie a byl tam zapsán v listopadu 1841. Jeho výkon ve třídě nebyl zdaleka hvězdný. Mohl snadno plnit úkoly lépe, ale duch soutěžení v nepříjemných činnostech mu byl hluboce cizí. Po prvním školním dnu si se spolužáky nerozuměl, a proto James víc než cokoli jiného miloval být sám a dívat se na předměty kolem sebe. Jednou z nejjasnějších událostí, která bezpochyby zpestřila nudné školní dny, byla návštěva mého otce v Royal Society of Edinburgh, kde byly vystaveny první „elektromagnetické stroje“.

Královská společnost v Edinburghu změnila Jamesův život: právě tam získal první koncepty pyramidy, krychle a dalších pravidelných mnohostěnů. Dokonalost symetrie a přirozené transformace geometrických těles změnily Jamesovo pojetí učení – viděl v učení zrnko krásy a dokonalosti. Když přišel čas zkoušek, studenti akademie byli ohromeni - „Duraley“, jak Maxwellovi říkali, byl jedním z prvních.

První objev

Jestliže dříve jeho otec občas brával Jamese na jeho oblíbenou zábavu - schůzky Královské společnosti v Edinburghu, nyní se pro něj návštěvy této společnosti, stejně jako Edinburské společnosti umění, spolu s Jamesem staly pravidelnými a povinnými. Na schůzích Společnosti umění byl nejznámějším a nejnavštěvovanějším přednášejícím pan D. R. Hay, dekorativní umělec. Právě jeho přednášky přiměly Jamese k prvnímu velkému objevu – jednoduchému nástroji pro kreslení oválů. James našel originální a přitom velmi jednoduchou metodu a hlavně zcela novou. Princip své metody popsal v krátkém „článku“, který byl přečten v Royal Society of Edinburgh – pocta, o kterou mnozí usilovali, ale která byla udělena čtrnáctiletému školákovi.

Edinburská univerzita

Opticko-mechanický výzkum

V roce 1847 skončila studia na Edinburgh Academy, James byl jedním z prvních, křivdy a starosti prvních let byly zapomenuty.

Po absolvování akademie vstupuje James na University of Edinburgh. Zároveň se začal vážně zajímat o optický výzkum. Brewsterovy výroky přivedly Jamese k myšlence, že studium dráhy paprsků by mohlo být použito k určení elasticity média v různé směry, pro detekci napětí v průhledných materiálech. Tedy,

Obr. 1 je obrázek napětí ve hvězdicovém trojúhelníku získaný Jamesem pomocí polarizovaného světla.

studie mechanickému namáhání lze redukovat na optický výzkum. Dva paprsky oddělené v tahu průhledný materiál, budou interagovat, čímž vzniknou charakteristické barevné obrázky. James ukázal, že barevné malby jsou zcela přirozené povahy a lze je použít pro výpočty, pro kontrolu dříve odvozených vzorců a pro odvození nových. Ukázalo se, že některé vzorce jsou nesprávné, nepřesné nebo vyžadují úpravy.

James byl navíc schopen objevit vzorce v případech, kdy se dříve nedalo nic dělat kvůli matematickým potížím. Průhledný a zatížený trojúhelník z nekaleného skla (obr. 1) dal Jamesovi příležitost studovat v tomto případě napětí, která nebylo možné vypočítat.

Devatenáctiletý James Clerk Maxwell stanul na pódiu Royal Society of Edinburgh poprvé. Jeho zpráva nemohla zůstat bez povšimnutí: obsahovala příliš mnoho nového a originálního.

1850-1856 Cambridge

Třídy elektřiny

Nyní nikdo nezpochybňoval Jamesův talent. Univerzitu v Edinburghu jasně přerostl, a proto na podzim roku 1850 vstoupil do Cambridge. V lednu 1854 James promoval s vyznamenáním na univerzitě s bakalářským titulem. Rozhodne se zůstat v Cambridge, aby se připravil na profesuru. Nyní, když se nemusí připravovat na zkoušky, dostává dlouho očekávanou příležitost věnovat veškerý čas experimentům a pokračuje ve výzkumu v oblasti optiky. Zajímá se zejména o otázku základních barev. První Maxwellův článek se jmenoval „Teorie barev v souvislosti s barevnou slepotou“ a nebyl to ani článek, ale dopis. Maxwell jej poslal doktoru Wilsonovi, kterému byl dopis natolik zajímavý, že se postaral o jeho zveřejnění: celý jej umístil do své knihy o barvosleposti. A přesto je James nevědomky přitahován k hlubším tajemstvím, věcem mnohem méně zřejmým než míchání barev. Byla to elektřina, kvůli své fascinující nesrozumitelnosti, která nevyhnutelně, dříve nebo později, musela přitáhnout energii jeho mladé mysli. James přijal základní principy napěťové elektřiny poměrně snadno. Poté, co prostudoval Amperovu teorii akce na dlouhou vzdálenost, si navzdory její zjevné nevyvratitelnosti dovolil o ní pochybovat. Teorie působení na velkou vzdálenost se zdála nepochybně správná, protože byla potvrzena formální podobností zákonů a matematických výrazů pro zdánlivě odlišné jevy – gravitační a elektrickou interakci. Ale tato teorie, spíše matematická než fyzikální, Jamese nepřesvědčila, byl stále více nakloněn Faradayovu vnímání akce prostřednictvím magnetických silových linií vyplňujících prostor, k teorii akce na krátkou vzdálenost.

Ve snaze vytvořit teorii se Maxwell rozhodl použít pro výzkum metodu fyzikálních analogií. V první řadě bylo nutné najít tu správnou analogii. Maxwell vždy obdivoval, pak si teprve všiml, analogii existující mezi problematikou přitažlivosti elektricky nabitých těles a problematikou přenosu tepla v ustáleném stavu. Toto, stejně jako Faradayovy myšlenky působení krátkého dosahu, ampérské magnetické působení uzavřených vodičů, James postupně zabudoval do nová teorie, nečekané a odvážné.

V Cambridge je James pověřen, aby četl nejobtížnější kapitoly kurzů hydrostatiky a optiky. schopní studenti. Navíc od elektrické teorie rozptyluje ho práce na knize o optice. Maxwell brzy přijde na to, že ho optika už nezajímá jako dřív, ale jen odvádí jeho pozornost od studia elektromagnetických jevů.

James pokračuje v hledání analogie a porovnává siločáry s proudem nějaké nestlačitelné tekutiny. Teorie trubek z hydrodynamiky umožnila nahradit siločáry silovými trubicemi, což snadno vysvětlilo Faradayův experiment. Pojmy odpor, jevy elektrostatiky, magnetostatiky a elektrický proud. Ale tato teorie ještě nezapadala do fenoménu elektromagnetické indukce objeveného Faradayem.

James musel svou teorii na nějakou dobu opustit kvůli zhoršení otcova stavu, který vyžadoval péči. Když se James po smrti svého otce vrátil do Cambridge, kvůli svému náboženství nemohl dostat víc vysoký stupeň magisterský stupeň Proto se v říjnu 1856 ujal křesla v Aberdeenu James Maxwell.