Первым компьютером, полным по Тьюрингу и обладавшим этими четырьмя основными характеристиками наших нынешних компьютеров, был ENIAC (Электронный числовой интегратор и компьютер), тайно разработанный армией США и впервые использованный для этого. Университет Пенсильвании 10 декабря 1945 г., чтобы изучить возможность создания водородной бомбы.Для выполнения других расчетов пришлось изменить его «программу», то есть вручную переставить множество кабелей и переключателей. ENIAC, разработанный Джоном Мочли и Дж. Преспером Эккертом, занимал 167 м2, весил 30 тонн, потреблял 150 киловатт электроэнергии и содержал около 20 000 электронных ламп.

ENIAC вскоре был вытеснен другими компьютерами, хранящими свои программы в электронной памяти. Электронные лампы были заменены сначала транзисторами, а затем и микрочипами, с которых началась гонка компьютерной миниатюризации.Но эта гигантская машина, построенная великим победителем Второй мировой войны, положила начало нашему цифровому веку. В настоящее время он был бы единодушно признан первым настоящим компьютером в истории, если бы не Конрад Цузе (1910–1995), который в 1961 году решил восстановить свой Z3, который был разрушен бомбой в 1943 году. Реплика была выставлена ​​на выставке. Немецкий музей в Мюнхене, где он находится сегодня. Прошло несколько десятилетий, пока в 1998 году мексиканский ученый-компьютерщик Рауль Рохас не попытался глубоко изучить Z3 и сумел доказать, что он может быть «полным по Тьюрингу», что даже его тогдашний покойный создатель не считал. .

Сосредоточенный на том, чтобы заставить его работать, Цузе никогда не подозревал, что в его руках первая универсальная вычислительная машина. Фактически, он никогда не заставлял свое изобретение работать таким образом … Итак, Чарльз Бэббидж, Конрад Цузе или Алан Тьюринг изобретатель компьютера? Был ли Z3, Colossus или ENIAC первым современным компьютером? По-разному. Сегодня остается открытым вопрос: что делает машину компьютером?

Франсиско Доменек

История Интернета — World Wide Web Foundation

Сэр Тим Бернерс-Ли — британский ученый-компьютерщик.Он родился в Лондоне, и его родители были первыми учеными-компьютерщиками, работавшими над одним из самых первых компьютеров.

В детстве сэр Тим интересовался поездами, и в его спальне была модель железной дороги. Он вспоминает:

«Я сделал несколько электронных устройств для управления поездами. Потом я стал больше интересоваться электроникой, чем поездами. Позже, когда я учился в колледже, я сделал вычислитель r из старого телевизора ».

После окончания Оксфордского университета Бернерс-Ли стал инженером-программистом в ЦЕРН, лаборатории физики больших частиц недалеко от Женевы, Швейцария.Ученые приезжают со всего мира, чтобы использовать его ускорители, но сэр Тим заметил, что у них возникли трудности с обменом информацией.

«В те дни на разных компьютерах была разная информация, но для доступа к ней приходилось входить в систему на разных компьютерах. Кроме того, иногда вам приходилось изучать разные программы на каждом компьютере. Часто было проще пойти и спросить людей, когда они пьют кофе… », — говорит Тим.

Тим подумал, что он увидел способ решения этой проблемы, который, как он видел, может иметь гораздо более широкое применение.Уже сейчас миллионы компьютеров были связаны друг с другом через быстро развивающийся Интернет, и Бернерс-Ли понял, что они могут обмениваться информацией, используя новую технологию, называемую гипертекстом.

В марте 1989 года Тим изложил свое видение того, что станет сетью, в документе под названием «Управление информацией: предложение». Вы не поверите, но первоначальное предложение Тима было принято не сразу. Фактически, его тогдашний начальник Майк Сендалл заметил на обложке слова «расплывчато, но захватывающе».Интернет никогда не был официальным проектом ЦЕРН, но Майк сумел дать Тиму время поработать над ним в сентябре 1990 года. Он начал работать с компьютером NeXT, одним из первых продуктов Стива Джобса.

К октябрю 1990 года Тим написал три фундаментальные технологии, которые остаются основой сегодняшней сети (и которые вы, возможно, видели, появляются в частях вашего веб-браузера):

• HTML: язык гипертекстовой разметки. Язык разметки (форматирования) для Интернета.
• URI: унифицированный идентификатор ресурса. Своеобразный «адрес», который является уникальным и используется для идентификации каждого ресурса в Интернете. Его также обычно называют URL-адресом.
• HTTP: протокол передачи гипертекста. Позволяет извлекать связанные ресурсы из Интернета.

Тим также написал первый редактор / браузер веб-страниц («WorldWideWeb.app») и первый веб-сервер («httpd»). К концу 1990 года первая веб-страница была обслужена в открытом Интернете, а в 1991 году люди за пределами ЦЕРН были приглашены присоединиться к этому новому веб-сообществу.

Когда Интернет начал расти, Тим понял, что его истинный потенциал будет раскрыт только в том случае, если кто-нибудь и где угодно сможет использовать его, не платя комиссию или не спрашивая разрешения.

Он объясняет: «Если бы технология была закрытой и находилась под моим полным контролем, она бы, вероятно, не стала популярной. Вы не можете предложить что-то универсальное пространство и в то же время держать его под контролем ».

Итак, Тим и другие выступили за то, чтобы ЦЕРН согласился навсегда сделать базовый код доступным на безвозмездной основе.Это решение было объявлено в апреле 1993 года и вызвало невиданную ранее глобальную волну творчества, сотрудничества и инноваций. В 2003 году компании, разрабатывающие новые веб-стандарты, взяли на себя обязательство проводить свою работу без роялти. В 2014 году, когда мы отметили 25-летие Интернета, им пользовались почти двое из пяти человек во всем мире.

Тим переехал из ЦЕРН в Массачусетский технологический институт в 1994 году, чтобы основать Консорциум всемирной паутины (W3C), международное сообщество, занимающееся разработкой открытых веб-стандартов.Он и по сей день остается директором W3C.

Раннее веб-сообщество создало несколько революционных идей, которые теперь распространяются далеко за пределы технологического сектора:

• Децентрализация: не требуется разрешения от центрального органа для публикации чего-либо в Интернете, нет центрального управляющего узла и, следовательно, нет единая точка отказа… и никакого «аварийного выключателя»! Это также подразумевает свободу от неизбирательной цензуры и наблюдения.

• Недискриминация: если я плачу за подключение к Интернету с определенным качеством обслуживания, а вы платите за подключение к этому или более высокому качеству обслуживания, то мы оба можем общаться на одном уровне.Этот принцип справедливости также известен как чистый нейтралитет.
• Дизайн снизу-вверх: вместо того, чтобы писать код и контролировать его небольшую группу экспертов, он разрабатывался на глазах у всех, поощряя максимальное участие и экспериментирование.

• Универсальность: чтобы любой мог публиковать что-либо в сети, все задействованные компьютеры должны говорить друг с другом на одних и тех же языках, независимо от того, какое разное оборудование используют люди; где они живут; или какие у них есть культурные и политические убеждения.Таким образом, сеть разрушает разрозненность, позволяя при этом процветать разнообразию.

• Консенсус: чтобы универсальные стандарты работали, каждый должен был согласиться на их использование. Тим и другие достигли этого консенсуса, предоставив каждому право голоса при создании стандартов посредством прозрачного процесса участия в W3C.

Новые вариации этих идей приводят к появлению новых захватывающих подходов в таких разнообразных областях, как информация (открытые данные), политика (открытое правительство), научные исследования (открытый доступ), образование и культура (свободная культура).Но на сегодняшний день мы только прикоснулись к тому, как эти принципы могут изменить общество и политику к лучшему.

В 2009 году сэр Тим вместе с Розмари Лейт стал соучредителем World Wide Web Foundation. Web Foundation борется за Интернет, который мы хотим: Интернет, безопасный, расширяющий возможности и доступный для всех.

Пожалуйста, изучите наш сайт и нашу работу. Мы надеемся, что вы вдохновитесь нашим видением и решите действовать. Помните, как Тим написал в Твиттере во время церемонии открытия Олимпийских игр в 2012 году: «Это для всех».

Это для всех # london2012 # oneweb # openceremony @ webfoundation @ w3c

— Тим Бернерс-Ли (@timberners_lee) 27 июля 2012 г.

Важное примечание: этот текст предназначен для краткого введения в историю Интернета. Для более подробной информации вы можете прочитать:

История бетона — InterNACHI®

Период времени, в течение которого был впервые изобретен бетон, зависит от того, как интерпретировать термин «бетон».«Древние материалы представляли собой неочищенный цемент, сделанный путем дробления и обжига гипса или известняка. Известь также относится к измельченному обожженному известняку. Когда к этим цементам добавляли песок и воду, они превращались в строительный раствор, который представлял собой гипсовидный материал, используемый для приклеивания камней друг к другу. За тысячи лет эти материалы были усовершенствованы, объединены с другими материалами и, в конечном итоге, превратились в современный бетон.

Сегодняшний бетон изготавливается с использованием портландцемента, крупных и мелких заполнителей камня и песка, а также воды.Добавки — это химические вещества, добавляемые к бетонной смеси для контроля ее схватывания, и используются в основном при укладке бетона в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры, ветреные условия и т. Д.

Прекурсор бетона был изобретен примерно в 1300 г. до н.э. Восточные строители обнаружили, что, когда они покрывали внешние поверхности своих крепостей из толченой глины и стены домов тонким влажным слоем обожженного известняка, он вступал в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность.Это не был бетон, но это было началом развития цемента.

Ранние цементирующие композитные материалы, как правило, включали измельченный в строительный раствор, обожженный известняк, песок и воду, которые использовались для строительства из камня, в отличие от заливки материала в форму, которая, по сути, используется в современном бетоне. бетонные формы.

Как один из ключевых компонентов современного бетона, цемент существует уже давно. Около 12 миллионов лет назад на территории современного Израиля естественные отложения образовались в результате реакций между известняком и горючими сланцами, образовавшимися в результате самовозгорания.Однако цемент — это не бетон. Бетон — это композитный строительный материал, и ингредиенты, из которых цемент является лишь одним из них, со временем менялись и меняются даже сейчас. Рабочие характеристики могут меняться в зависимости от различных сил, которым бетон должен будет противостоять. Эти силы могут быть постепенными или интенсивными, они могут исходить сверху (гравитация), снизу (пучение почвы), по бокам (боковые нагрузки) или могут принимать форму эрозии, истирания или химического воздействия. Компоненты бетона и их пропорции называются дизайнерской смесью.

Раннее использование бетона

Первые бетонные конструкции были построены набатейскими торговцами или бедуинами, которые оккупировали и контролировали ряд оазисов и создали небольшую империю в регионах южной Сирии и северной Иордании примерно в 6500 году до нашей эры. . Позже они обнаружили преимущества гидравлической извести, то есть цемента, который затвердевает под водой, и к 700 г. до н.э. они строили печи для производства раствора для строительства домов из щебня, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.Цистерны держались в секрете и были одной из причин, по которым набатеи смогли процветать в пустыне.

При изготовлении бетона Набатеи понимали необходимость сохранять смесь как можно более сухой или с низкой оседанием, так как избыток воды создает пустоты и слабые места в бетоне. Их строительные практики включали утрамбовку свежеуложенного бетона специальными инструментами. В процессе утрамбовки образуется больше геля, который представляет собой связующий материал, образующийся в результате химических реакций, происходящих во время гидратации, которые связывают частицы и агрегат вместе.

Древнее здание Набатеи

Как и у римлян 500 лет спустя, у Набатеев был доступный в местном масштабе материал, который можно было использовать для создания водонепроницаемого цемента. На их территории были крупные поверхностные месторождения мелкодисперсного кварцевого песка. Просачивание грунтовых вод через кремнезем может превратить его в пуццолановый материал, представляющий собой песчаный вулканический пепел. Чтобы сделать цемент, набатеи обнаружили отложения, зачерпнули этот материал и соединили его с известью, а затем нагрели в тех же печах, которые они использовали для изготовления своей керамики, поскольку целевые температуры лежали в том же диапазоне.

Примерно к 5600 году до нашей эры вдоль реки Дунай на территории бывшей Югославии дома были построены с использованием бетона для полов.

Египет

Примерно за 3000 лет до нашей эры древние египтяне использовали грязь, смешанную с соломой, для изготовления кирпичей. Грязь с соломой больше похожа на саман, чем на бетон. Тем не менее, они также использовали гипс и известковые растворы при строительстве пирамид, хотя большинство из нас считает раствор и бетон двумя разными материалами. Для постройки Великой пирамиды в Гизе потребовалось около 500 000 тонн строительного раствора, который использовался в качестве подстилки для облицовочных камней, образующих видимую поверхность законченной пирамиды.Это позволило каменщикам вырезать и устанавливать облицовочные камни с открытыми швами не более 1/50 дюйма.

Облицовочный камень пирамиды

Китай

Примерно в то же время северные китайцы использовали форму цемента при строительстве лодок и при строительстве Великой китайской стены. Спектрометрические испытания подтвердили, что ключевым ингредиентом строительного раствора, использованного в Великой китайской стене и других древних китайских сооружениях, был клейкий клейкий рис. Некоторые из этих построек выдержали испытание временем и противостояли даже современным попыткам сноса.

Рим

К 600 году до нашей эры греки открыли природный пуццолановый материал, который при смешивании с известью приобрел гидравлические свойства, но греки не были столь успешны в строительстве из бетона, как римляне. К 200 г. до н.э. римляне очень успешно строили из бетона, но это не было похоже на бетон, который мы используем сегодня. Это был не пластиковый текучий материал, налитый в формы, а больше похожий на зацементированный щебень. Римляне строили большинство своих построек, складывая камни разных размеров и вручную заполняя промежутки между камнями раствором.Над землей стены как внутри, так и снаружи были облицованы глиняными кирпичами, которые также служили формами для бетона. Кирпич имел небольшую структурную ценность или не имел ее вообще, и их использовали в основном в косметических целях. До этого времени и в большинстве мест того времени (включая 95% Рима) обычно используемые растворы представляли собой простой известняковый цемент, который медленно затвердевает от реакции с переносимым по воздуху углекислым газом. Настоящей химической гидратации не произошло. Эти минометы были слабыми.

Для более грандиозных и искусных структур римлян, а также для их наземной инфраструктуры, требующей большей прочности, они делали цемент из вулканического песка с естественной реакцией под названием harena fossicia .Для морских сооружений и сооружений, подверженных воздействию пресной воды, таких как мосты, доки, ливневые стоки и акведуки, они использовали вулканический песок под названием пуццуолана. Эти два материала, вероятно, представляют собой первое крупномасштабное использование действительно цементирующего вяжущего. Pozzuolana и harena fossicia химически реагируют с известью и водой, гидратируются и затвердевают в каменную массу, которую можно использовать под водой. Римляне также использовали эти материалы для строительства больших сооружений, таких как римские бани, Пантеон и Колизей, и эти сооружения сохранились до сих пор.В качестве добавок они использовали животный жир, молоко и кровь — материалы, которые отражают очень элементарные методы. С другой стороны, помимо использования природных пуццоланов, римляне научились производить два типа искусственных пуццоланов — кальцинированную каолинитовую глину и кальцинированные вулканические камни, — которые, наряду с впечатляющими строительными достижениями римлян, являются свидетельством высокого уровня технической сложности для того времени.

Пантеон

Построенный римским императором Адрианом и завершенный в 125 году нашей эры, Пантеон имеет самый большой из когда-либо построенных неармированных бетонных куполов.Купол 142 фута в диаметре и имеет 27-футовое отверстие, называемое окулусом, на вершине, которая находится на высоте 142 фута над полом. Он был построен на месте, вероятно, начав над внешними стенами и создав все более тонкие слои по мере продвижения к центру.

Пантеон имеет внешние фундаментные стены шириной 26 футов и глубиной 15 футов, сделанные из пуццоланового цемента (извести, химически активного вулканического песка и воды), утрамбованного поверх слоя плотного каменного заполнителя.То, что купол все еще существует, — это случайность. Оседание и движение в течение почти 2000 лет, наряду со случайными землетрясениями, создали трещины, которые обычно ослабляли бы структуру настолько, что к настоящему времени она должна была бы рухнуть. Наружные стены, поддерживающие купол, содержат семь равномерно расположенных ниш с камерами между ними, которые выходят наружу. Эти ниши и камеры, изначально спроектированные только для минимизации веса конструкции, тоньше основных частей стен и действуют как контрольные соединения, контролирующие расположение трещин.Напряжения, вызванные движением, снимаются за счет трещин в нишах и камерах. Это означает, что купол по существу поддерживается 16 толстыми, конструктивно прочными бетонными столбами, образованными частями внешних стен между нишами и камерами. Другим методом снижения веса было использование очень тяжелых заполнителей с низкой структурой и использование более легких и менее плотных заполнителей, таких как пемза, высоко в стенах и в куполе. Стенки также сужаются по толщине, чтобы уменьшить вес наверху.

Римские гильдии

Еще одним секретом успеха римлян было использование ими торговых гильдий. У каждой профессии была гильдия, члены которой отвечали за передачу своих знаний о материалах, методах и инструментах ученикам и римским легионам. Помимо боевых действий, легионы обучались самодостаточности, поэтому они также обучались методам строительства и технике.

Технологические вехи

В средние века технология производства бетона поползла назад.После падения Римской империи в 476 году нашей эры методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны, пока в 1414 году не было обнаружено рукописей, описывающих эти методы, которые возродили интерес к строительству из бетона.

Только в 1793 году технология сделала большой шаг вперед, когда Джон Смитон открыл более современный метод производства гидравлической извести для цемента. Он использовал известняк, содержащий глину, которую обжигали до тех пор, пока она не превратилась в клинкер, который затем измельчал в порошок.Он использовал этот материал при исторической перестройке маяка Эддистоун в Корнуолле, Англия.

Версия Смитона (третья) маяка Эддистоун, завершенная в 1759 году.

Спустя 126 лет он разрушился из-за эрозии скалы, на которой он стоял.

Наконец, в 1824 году англичанин по имени Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, сжигая мелко измельченный мел и глину в печи до тех пор, пока не будет удален углекислый газ.Он был назван «портлендским» цементом, потому что он напоминал высококачественные строительные камни, найденные в Портленде, Англия. Широко распространено мнение, что Аспдин был первым, кто нагрел глинозем и кремнезем до точки стеклования, что привело к плавлению. В процессе стеклования материалы становятся стеклоподобными. Аспдин усовершенствовал свой метод, тщательно распределив известняк и глину, измельчив их, а затем обжигая смесь в клинкер, который затем измельчали ​​в готовый цемент.

Состав современного портландцемента

До открытия портландцемента и в течение нескольких лет после этого использовались большие количества природного цемента, который производился путем сжигания смеси извести и глины природного происхождения.Поскольку ингредиенты натурального цемента смешаны по своей природе, его свойства сильно различаются. Современный портландцемент производится по строгим стандартам. Некоторые из многих соединений, содержащихся в нем, важны для процесса гидратации и химических характеристик цемента. Его получают путем нагревания смеси известняка и глины в печи до температур от 1300 ° F до 1500 ° F. До 30% смеси становится расплавленным, но остальная часть остается в твердом состоянии, подвергаясь химическим реакциям, которые могут быть медленными.В конечном итоге смесь образует клинкер, который затем измельчают в порошок. Небольшая часть гипса добавляется, чтобы замедлить скорость гидратации и сохранить бетон более пригодным для обработки. Между 1835 и 1850 годами впервые были проведены систематические испытания цемента на сжатие и растяжение, а также первые точные химические анализы. Только в 1860 году были впервые произведены портлендские цементы современного состава.

Обжиговые печи

В первые дни производства портландцемента печи были вертикальными и стационарными.В 1885 году английский инженер разработал более эффективную печь, которая была горизонтальной, слегка наклонной и могла вращаться. Вращающаяся печь обеспечивала лучший контроль температуры и лучше справлялась с перемешиванием материалов. К 1890 году на рынке доминировали вращающиеся печи. В 1909 году Томас Эдисон получил патент на первую длинную печь. Эта печь, установленная на заводе Edison Portland Cement Works в Нью-Виллидж, штат Нью-Джерси, имела длину 150 футов. Это было примерно на 70 футов длиннее, чем используемые в то время печи. Промышленные печи сегодня могут достигать 500 футов в длину.

Вращающаяся печь

Вехи строительства

Хотя были исключения, в течение 19 ^{-х годов} века бетон использовался в основном для промышленных зданий. Он считался социально неприемлемым в качестве строительного материала по эстетическим соображениям. Первое широкое использование портландцемента в жилищном строительстве было в Англии и Франции между 1850 и 1880 годами французом Франсуа Куанье, который добавил стальные стержни, чтобы предотвратить распространение наружных стен, а затем использовал их в качестве элементов изгиба.Первым домом, построенным из железобетона, был коттедж для прислуги, построенный в Англии Уильямом Б. Уилкинсоном в 1854 году. В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд завершил строительство первого дома из железобетона в США. Он до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Уорд усердно вел записи о строительстве, поэтому об этом доме известно очень много. Он был построен из бетона из-за страха его жены перед огнем, и, чтобы быть более социально приемлемым, он был спроектирован так, чтобы напоминать каменную кладку.Это было началом того, что сегодня является отраслью с оборотом в 35 миллиардов долларов, в которой только в США работает более 2 миллионов человек.

Дом, построенный Уильямом Уордом, обычно называют Замком Уорда.

В 1891 году Джордж Варфоломей залил первую бетонную улицу в США, и она существует до сих пор. Бетон, используемый для этой улицы, испытан на давление около 8000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно вдвое превышает прочность современного бетона, используемого в жилищном строительстве.

Корт-стрит в Беллефонтене, штат Огайо, которая является старейшей бетонной улицей в США.S.

К 1897 году Sears Roebuck продавала бочки импортного портландцемента емкостью 50 галлонов по цене 3,40 доллара за штуку. Хотя в 1898 году производители цемента использовали более 90 различных формул, к 1900 году базовые испытания — если не методы производства — стали стандартизованными.

В конце 19-го, ^-го, -го века, использование железобетона более или менее одновременно осваивалось немцем Г.А. Уэйсс, француз Франсуа Хеннебик и американец Эрнест Л.Выкуп. Рэнсом начал строительство из железобетона в 1877 году и запатентовал систему, в которой использовались скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном. Большинство построенных им построек были промышленными.

Компания Hennebique начала строительство домов из армированной стали во Франции в конце 1870-х годов. Он получил патенты во Франции и Бельгии на свою систему и добился большого успеха, в конечном итоге построив империю, продавая франшизы в крупных городах. Он продвигал свой метод, читая лекции на конференциях и разрабатывая стандарты своей компании.Как и Рэнсом, большинство построек, построенных Хеннебиком, были промышленными. В 1879 году Уэйсс купил права на систему, запатентованную французом по имени Монье, который начал использовать сталь для армирования бетонных цветочных горшков и контейнеров для растений. Wayss продвигал систему Wayss-Monier.

В 1902 году Август Перре спроектировал и построил многоквартирный дом в Париже, используя железобетон для колонн, балок и перекрытий. В здании не было несущих стен, но у него был элегантный фасад, который помог сделать бетон более социально приемлемым.Здание вызвало всеобщее восхищение, и бетон стал более широко использоваться как архитектурный материал, а также как строительный материал. Его дизайн повлиял на проектирование железобетонных зданий в последующие годы.

25 Rue Franklin в Париже, Франция

В 1904 году в Цинциннати, штат Огайо, было построено первое бетонное высотное здание. Его высота составляет 16 этажей или 210 футов.

Здание Ингаллса в Цинциннати, Огайо

В 1911 году в Риме был построен мост Рисорджименто.Его ширина составляет 328 футов.

Мост Рисорджименто в Риме

В 1913 году первая партия готовой смеси была доставлена ​​в Балтимор, штат Мэриленд. Четыре года спустя Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов и технологий) и Американское общество испытаний и материалов (ныне ASTM International) разработали стандартную формулу портландцемента.

В 1915 году Matte Trucco построил пятиэтажный автомобильный завод Fiat-Lingotti в Турине из железобетона.На крыше здания находился автомобильный испытательный полигон.

Автозавод Fiat-Lingotti в Турине, Италия

Эжен Фрейссине был французским инженером и пионером в использовании железобетонных конструкций. В 1921 году он построил два гигантских ангара для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже. В 1928 году он получил патент на предварительно напряженный бетон.

Ангар для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже, Франция

Строительство ангара для дирижаблей

Воздухововлечение

В 1930 году были значительно увеличены воздухововлекающие вещества. устойчивость бетона к замерзанию и улучшенная его удобоукладываемость.Воздухововлечение стало важным шагом в улучшении долговечности современного бетона. Воздухововлечение — это использование агентов, которые при добавлении в бетон во время смешивания создают множество очень маленьких пузырьков воздуха, расположенных близко друг к другу, и большинство из них остаются в затвердевшем бетоне. Бетон затвердевает в результате химического процесса, называемого гидратацией. Для гидратации бетон должен иметь минимальное водоцементное соотношение 25 частей воды на 100 частей цемента. Вода, превышающая это соотношение, является избыточной водой и помогает сделать бетон более пригодным для укладки и отделочных работ.По мере высыхания и затвердевания бетона излишки воды испаряются, оставляя поверхность бетона пористой. В эти поры может попадать вода из окружающей среды, такая как дождь или талый снег. Морозная погода может превратить эту воду в лед. Когда это происходит, вода расширяется, создавая небольшие трещины в бетоне, которые будут увеличиваться по мере повторения процесса, что в конечном итоге приведет к отслаиванию поверхности и ее разрушению, называемому отслаиванием. Когда бетон увлекается воздухом, эти крошечные пузырьки могут слегка сжиматься, поглощая часть напряжения, создаваемого расширением, когда вода превращается в лед.Вовлеченный воздух также улучшает удобоукладываемость, поскольку пузырьки действуют как смазка между заполнителем и частицами в бетоне. Захваченный воздух состоит из более крупных пузырьков, застрявших в бетоне, и не считается полезным.

Тонкая оболочка

Опыт в строительстве из железобетона в конечном итоге позволил разработать новый способ строительства из бетона; Метод тонкой оболочки включает в себя строительные конструкции, такие как крыши, с относительно тонкой оболочкой из бетона.Купола, арки и сложные кривые обычно строятся с помощью этого метода, поскольку они имеют естественные формы. В 1930 году испанский инженер Эдуардо Торроха спроектировал для рынка Альхесирас невысокий купол толщиной 3½ дюйма и шириной 150 футов. Стальные тросы использовались для образования натяжного кольца. Примерно в то же время итальянец Пьер Луиджи Нерви начал строительство ангаров для ВВС Италии, как показано на фото ниже.

Монтируемые на месте ангары для ВВС Италии

Ангары были отлиты на месте, но для большей части работ Nervi использовался сборный бетон.

Вероятно, наиболее опытным человеком, когда дело дошло до строительства с использованием методов бетонной оболочки, был Феликс Кандела, испанский математик-инженер-архитектор, который в основном практиковал в Мехико. Крыша лаборатории космических лучей в университете Мехико была построена толщиной 5/8 дюйма. Его фирменной формой был гиперболический параболоид. Хотя здание, показанное на фотографии ниже, не было спроектировано Канделой, это хороший пример гиперболической параболоидной крыши.

Гиперболическая параболоидная крыша церкви в Боулдере, штат Колорадо

Та же строящаяся церковь

Некоторые из самых ярких крыш в мире были построены с использованием тонкослойной технологии, как показано ниже.

Сиднейский оперный театр в Сиднее, Австралия

Плотина Гувера

В 1935 году плотина Гувера была завершена после заливки примерно 3250000 ярдов бетона, с дополнительными 1110000 ярдами, использованными на электростанции и другие сооружения, связанные с плотиной. Имейте в виду, что это произошло менее чем через 20 лет после того, как была установлена ​​стандартная рецептура цемента.

Колонны из блоков, заполняемые бетоном на плотине Гувера в феврале 1934 года

Инженеры Бюро мелиорации подсчитали, что если бетон был помещен в единую монолитную заливку, строительство дамбы потребовалось бы 125 лет. остыть, и напряжения от выделяемого тепла и сжатия, которое происходит при застывании бетона, могут привести к растрескиванию и разрушению конструкции.Решение заключалось в том, чтобы залить плотину серией блоков, образующих колонны, при этом некоторые блоки были размером до 50 квадратных футов и высотой 5 футов. Каждая секция высотой 5 футов имеет ряд установленных труб диаметром 1 дюйм, по которым перекачивается речная вода, а затем механически охлажденная вода для отвода тепла. Как только бетон перестал сжиматься, трубы были заполнены раствором. Образцы бетонного ядра, испытанные в 1995 году, показали, что бетон продолжает набирать прочность и имеет прочность на сжатие выше среднего.

Верхняя часть плотины Гувера показана в момент ее первого заполнения

Плотина Гранд-Кули

Плотина Гранд-Кули в Вашингтоне, построенная в 1942 году, является крупнейшей бетонной конструкцией из когда-либо существовавших. построен. Он содержит 12 миллионов ярдов бетона. Раскопки потребовали удаления более 22 миллионов кубических ярдов земли и камня. Чтобы уменьшить количество грузовых перевозок, была построена конвейерная лента длиной 2 мили. В местах фундамента цементный раствор закачивали в отверстия, пробуренные глубиной от 660 до 880 футов (в граните), чтобы заполнить любые трещины, которые могли ослабить землю под плотиной.Чтобы избежать обрушения котлована под весом покрывающих пород, в землю были вставлены 3-дюймовые трубы, по которым закачивалась охлажденная жидкость из холодильной установки. Это заморозило землю, сделав ее достаточно стабилизированной, чтобы строительство могло продолжаться.

Плотина Гранд-Кули

Бетон для плотины Гранд-Кули укладывался теми же методами, что и плотина Гувера. После помещения в колонны холодная речная вода перекачивалась по трубам, встроенным в затвердевающий бетон, снижая температуру в формах с 105 ° F (41 ° C) до 45 ° F (7 ° C).Это привело к сокращению дамбы примерно на 8 дюймов в длину, и образовавшиеся щели были заполнены цементным раствором.

Строящаяся плотина Гранд-Кули

Высотное строительство

За годы, прошедшие после постройки Ингаллс-билдинг в 1904 году, большинство высотных зданий были построены из стали. Строительство в 1962 году 60-этажных башен-близнецов Бертрана Голдберга в Чикаго вызвало новый интерес к использованию железобетона для строительства высотных зданий.

Самое высокое сооружение в мире (по состоянию на 2011 год) было построено из железобетона. Бурдж-Халифа в Дубае в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) имеет высоту 2717 футов.

Вот несколько фактов:

• Это многофункциональная структура с гостиницей, офисными и торговыми помещениями, ресторанами, ночными клубами, бассейнами и 900 резиденциями.
• В строительстве использовано 431 600 кубических метров бетона и 61 000 тонн арматуры.
• Вес пустого здания составляет около 500 000 тонн, примерно столько же, сколько миномет, использованный при строительстве Великой пирамиды в Гизе.
• Бурдж-Халифа может одновременно вместить 35 000 человек.
• Чтобы преодолеть 160 этажей, некоторые из 57 лифтов перемещаются со скоростью 40 миль в час.
• Жаркий влажный климат Дубая в сочетании с кондиционированием воздуха, необходимым для поддержания температуры наружного воздуха выше 120 ° F, производит такое количество конденсата, что он собирается в сборном баке в подвале и используется для орошения ландшафта.

Бурдж-Халифа в Дубае

Великая пирамида в Гизе была самым высоким сооружением, созданным руками человека, в течение примерно 4000 лет.Строительство здания на 568 футов выше Бурдж-Халифа планируется завершить в 2016 году в Кувейте.

***********************

Эта статья является первой в серии, которая поможет инспекторам InterNACHI понять характеристики и визуально осмотреть бетон.

В этом месяце в истории физики

Октябрь 1958: Физик изобретает первую видеоигру

Хигинботэм родился 25 октября 1910 года в Бриджпорте, штат Коннектикут, и вырос в Каледонии, штат Нью-Йорк.

Он окончил Уильямс-колледж в 1932 году, а затем поступил в аспирантуру по физике в Корнельском университете. В Корнелле, будучи аспирантом, он работал техником-электронщиком. В 1941 году он присоединился к радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, где работал над дисплеями на электронно-лучевых трубках для радарных систем.В 1943 году он переехал в Лос-Аламос, где работал над электроникой системы отсчета времени для атомной бомбы.

В 1948 году он присоединился к группе приборов Брукхейвенской национальной лаборатории. Он был главой этой группы с 1951 по 1968 год.

В течение этого времени, в октябре, в Брукхейвене ежегодно проводились дни посетителей, во время которых тысячи людей собирались посетить лабораторию. Хигинботэм отвечал за создание выставки, чтобы продемонстрировать работу приборного отдела.

Большинство существующих экспонатов были довольно скучными.Хигинботэм подумал, что сможет лучше заинтересовать посетителей, создав интерактивную демонстрацию. Позже он вспомнил в интервью журналу, что, по его мнению, «это могло бы оживить место, если бы была игра, в которую люди могли бы играть, и которая будет передавать сообщение о том, что наши научные усилия имеют значение для общества».

Группа инструментовки имела небольшой аналоговый компьютер, который мог отображать различные кривые, включая путь прыгающего мяча, на осциллографе. Хигинботэму потребовалось всего несколько часов, чтобы придумать идею теннисной игры, и всего несколько дней, чтобы собрать основные элементы.Поработав над дисплеями для радарных систем и многих других электронных устройств, Хигинботэм без труда разработал простой игровой дисплей.

Хигинботэм сделал несколько чертежей и чертежей. Техник Роберт Дворак потратил около двух недель на создание устройства. После небольшой отладки первая видеоигра была готова к дебюту. Они назвали игру «Теннис для двоих».

Игроки могут повернуть ручку, чтобы отрегулировать угол наклона мяча, и нажать кнопку, чтобы отбить мяч в направлении другого игрока.Пока они нажимали кнопку, когда мяч находился на своей площадке, игроки фактически не могли пропустить мяч, но если они ударили по нему не в то время или под неправильным углом, мяч не пересек бы сеть. Мячи, упавшие на землю, будут отскакивать, как настоящий теннисный мяч. Когда мяч уходил с корта или в сетку, игроки нажимали кнопку сброса, чтобы начать следующий раунд.

В Tennis for Two не было ни одной причудливой графики, используемой сегодня в видеоиграх. Дисплей с электронно-лучевой трубкой просто показывал вид сбоку на теннисный корт, представленный всего двумя линиями, одна представляла землю, а другая — сетку.Мяч был просто точкой, которая подпрыгивала взад и вперед. Игрокам также приходилось вести счет за собой.

Схема игры была довольно простой, в ней использовались в основном резисторы, конденсаторы и реле, хотя и использовались транзисторы для быстрого переключения, необходимого, когда мяч был в игре.

Посетителям это понравилось. Она быстро стала самой популярной выставкой, люди выстраивались в длинные очереди, чтобы получить шанс поиграть.

Первая версия, использовавшаяся в дни посетителей 1958 года, имела осциллограф с крошечным дисплеем, всего пять дюймов в диаметре.В следующем году Хигинботэм улучшил его, добавив экран большего размера. Он также добавил еще одну особенность: теперь игра может имитировать более сильную или более слабую гравитацию, чтобы посетители могли играть в теннис на Луне, Земле или Юпитере.

Спустя два года «Теннис для двоих» был закрыт. Осциллограф и компьютер использовались для других целей, и Хигинботэм разработал новый дневной дисплей для посетителей, который показывал космические лучи, проходящие через искровую камеру.

Хигинботэм, который уже запатентовал 20 изобретений, не считал свою игру в теннис особенно инновационной.Хотя он видел, что игра понравилась посетителям Брукхейвена, он понятия не имел, насколько популярными станут впоследствии видеоигры. Даже если бы он предусмотрительно запатентовал игру, поскольку он работал в правительственной лаборатории, федеральное правительство владело бы патентом, поэтому он не заработал бы на этом никаких денег. «Мне никогда не приходило в голову, что я делаю что-то очень интересное. Я подумал, что это длинная очередь людей, не потому, что это было так здорово, а потому, что все остальное было таким скучным », — сказал он однажды.

Теннис для двоих на какое-то время был более или менее забыт. В 1964 году Sanders Associates получила первый патент на видеоигру. Компания Magnavox купила патент и начала производство систем видеоигр в начале 1970-х годов. Конкуренты, желающие нарушить патент Magnavox, узнали о более ранней видеоигре Хигинботэма, и его вызвали для дачи показаний, но дело было урегулировано во внесудебном порядке. Хигинботэм стал широко известен как изобретатель видеоигры только после того, как в 1982 году в журнале Creative Computing появилась статья.

Основным интересом Хигинботэма на протяжении большей части своей карьеры были не видеоигры, а контроль над ядерным оружием. Он помог основать Федерацию американских ученых и был ее первым председателем и исполнительным секретарем. Хигинботэм умер в ноябре 1994 года, более известен своей видеоигрой, чем своей работой по нераспространению.

Дополнительная литература: http://www.bnl.gov/bnlweb/history/higinbotham.asp

Flatow, Ira. Все смеялись … от лампочек до лазеров: увлекательные истории великих изобретений, изменивших нашу жизнь.ХарперКоллинз, 1993.

История физики

Этот месяц в истории физики
Новости APS Архив

Инициатива по историческим местам
Места и подробности исторических физических событий

Где началось письмо? — Британская библиотека

От Месопотамии до Америки: узнайте, как разные регионы мира приняли письменность в разное время и по разным причинам.

Полные системы письма, по-видимому, были изобретены независимо по крайней мере четыре раза в истории человечества: сначала в Месопотамии (современный Ирак), где клинопись использовалась между 3400 и 3300 годами до нашей эры, а вскоре после этого в Египте, примерно в 3200 году до нашей эры.К 1300 году до нашей эры у нас есть свидетельства полностью работоспособной системы письма в Китае поздней династии Шан. Где-то между 900 и 600 годами до нашей эры письменность также появляется в культурах Мезоамерики.

Есть также несколько мест, таких как долина реки Инд и Рапа-Нуи (остров Пасхи), где, возможно, была изобретена письменность, но она остается нерасшифрованной.

Хотя эти даты предполагают, что письменность могла распространиться из одной центральной точки происхождения, существует мало свидетельств каких-либо связей между этими системами, каждая из которых обладает уникальными качествами.

Месопотамское происхождение

Ученые в целом согласны с тем, что самая ранняя форма письма появилась почти 5 500 лет назад в Месопотамии (современный Ирак). Ранние изобразительные знаки постепенно были заменены сложной системой знаков, представляющих звуки шумерского (язык шумеров в Южной Месопотамии) и других языков.

С 2900 г. до н.э. они начали вдавливаться в влажную глину тростниковым стилусом, оставляя клиновидные следы, которые теперь известны как клинопись.

Условия использования Creative Commons Attribution Некоммерческая лицензия на предоставление общего доступа
Придерживается © Попечители Британского музея

Процесс написания клинописи стабилизировался в течение следующих 600 лет. Кривые были удалены, знаки упрощены, а прямая связь между видом пиктограмм и их исходным объектом ссылки была потеряна.

Где-то в тот же период символы, которые изначально читались сверху вниз, стали читаться слева направо горизонтальными линиями (вертикальное выравнивание было сохранено для более традиционных заявлений).В соответствии с этим, символы также были выровнены, повернуты на 90 градусов против часовой стрелки.

В конце концов, в 2340 году до нашей эры, Шумер пал перед войсками Саргона, царя аккадцев, северного семитского народа, ранее сосуществовавшего с шумерами. К тому времени клинопись в течение нескольких столетий использовалась двуязычно и для аккадского письма. Саргон, последний в череде экспансивных аккадских лидеров, построил Империю, которая простиралась от современного Ливана до «нижнего моря» (Персидского залива).В конце концов, целых 15 языков будут использовать символы, вдохновленные клинописью.

Шумерский язык оставался языком обучения по крайней мере до 200 г. до н.э. Однако клинопись, созданная для ее записи, пережила ее почти на три столетия: она просуществовала в качестве системы письма для других языков вплоть до христианской эры. Последний документ клинописи, который можно датировать, — это астрономический текст 75 года нашей эры.

Египет

Новые открытия отодвинули дату написания в Египте до Месопотамии.Открытие крупномасштабных вырезанных церемониальных сцен на наскальном участке Эль-Хави в Египте датируется примерно 3250 годом до нашей эры. Они показывают черты, похожие на ранние иероглифические формы. Некоторые из этих высеченных в скале знаков достигают почти полуметра в высоту.

Начиная с 3200 г. до н.э. египетские иероглифы появлялись на небольших табличках из слоновой кости, используемых в качестве этикеток для инвентаря в гробнице додинастического царя Скорпиона в Абидосе и на церемониальных поверхностях, используемых для шлифования косметических средств, таких как палитра Нармер.

Написание тушью тростниковыми кистями и перьями впервые было обнаружено в Египте. Это чернильное письмо стало известно на греческом языке как иератическое письмо («священническое» письмо), в то время как вырезанные и раскрашенные буквы, которые мы видим на памятниках, называются иероглифами («священными рисунками»).

Резные и письменные символы близки по дате. Это говорит о том, что с древнейших времен письменность в Египте выполняла две функции: одна была церемониальной, демонстрационным шрифтом (резным), а другая — на службе царской и храмовой администрации (письменной).

За четыре столетия после находок в гробнице царя Скорпиона иероглифы и иератик (система скорописи, использовавшаяся в древнеегипетском языке) разработали полный набор символов. Это включало:

• 24 односогласных символа («алфавит», содержащий только различные согласные)
• фонетических компонентов, представляющих сочетания звуков
• определяющих знаков (знаков без фонетического значения, используемых только для определения того, какое из нескольких альтернативных значений слова имеет в виду в конкретном контексте).

Именно из этого египетского письма впервые возник алфавит, примерно с 1850 г. до н.э.

Условия использования Public Domain

Китай

Самые ранние образцы письменности в Китае были найдены недалеко от современного Аньяна, на притоке Желтой реки, в 500 км к югу от Пекина. Здесь короли поздней династии Шан (1300–1050 до н.э.) основали свою столицу и проводили ритуалы гадания с использованием костей животных.

На протяжении веков фермеры находили фрагменты костей и продавали их для использования в китайской медицине как «кости дракона». Лишь в 1899 году политик и ученый Ван Ижун (1845–1900) узнал персонажей, вырезанных на поверхности некоторых из этих костей, и осознал их значение. Как самые ранние письменные свидетельства китайской цивилизации, обнаруженные на сегодняшний день, эти надписи расширили китайские исторические и лингвистические знания на несколько столетий.

Эти «оракульные» кости (лопатки быков и пластроны черепах) записывают вопросы, которые задавались царским предкам на столь разные темы, как севооборот, война, роды и даже зубная боль.На сегодняшний день найдено около 150 000 примеров таких костей, содержащих более 4500 различных символов, многие из которых могут быть идентифицированы как предки китайских иероглифов, которые используются до сих пор.

Но читатели Шан не смогут читать на современном китайском языке, и большинство символов на костях оракула остаются нерасшифрованными. Даже персонажи, которые может быть идентифицирован , значительно изменились с точки зрения их функций и формы. Мало того, что пиктографические символы постепенно становились более абстрактными, но по мере расширения письменного словарного запаса развивались более сложные формы.

Основные компоненты были разделены между персонажами, чтобы отразить сходство в произношении или значении. Таким образом, с древних времен китайские иероглифы могли в разной степени представлять как понятия, так и звуки разговорной речи.

Кости показывают полностью развитую систему письма, которая, должно быть, сформировалась много лет — возможно, столетий — раньше, хотя более ранние материалы еще не были обнаружены и, возможно, не сохранились.

Условия использования Public Domain

Мезоамерика

Недавние открытия подтолкнули доказательства написания в этой области, которая простирается от южной Мексики до Коста-Рики, ближе к 900 году до нашей эры.

Эти открытия также расширили диапазон культур и языков, которые, как мы знаем, использовали письменность майя, микстеков и ацтеков, включая более ранних ольмеков и сапотеков.

В доколониальной Мезоамерике существовало два типа систем письма:

1. Открытые системы были средством записи текстов, не связанных с грамматическими и звуковыми структурами конкретных языков. Они функционировали как мнемонические устройства, проводя читателя по повествованию текстов, не полагаясь на лингвистический фон данной аудитории.Они были распространены среди ацтеков и других мексиканских общин центральной Мексики.
2. Закрытые системы были привязаны к звуковым и грамматическим структурам конкретных языков. Они были нацелены на определенные языковые сообщества и функционировали аналогично письменности, которую мы знаем сегодня. Примеры таких закрытых систем можно найти у майя.

Должность писца имела высокий статус. Художники майя часто были младшими сыновьями королевской семьи. Хранители Священных Книг, высший переписчик, выполняли функции библиотекарей, историков, специалистов по генеалогии, регистраторов дани, организаторов браков, церемониймейстеров и астрономов.

Сохранилось всего четыре книги майя доколониального периода и менее 20 — со всего региона. Эти кодексы нанесены на шкуру оленя и кору деревьев, а поверхность для письма покрыта (как и многие здания) полированной известковой пастой или левкасом.

Условия использования Creative Commons Attribution Некоммерческая лицензия на предоставление общего доступа
Придерживается © Попечители Британского музея

Есть еще много безответных вопросов о масштабах и сложности письменности в доколониальной Мезоамерике.Многие доказательства недоступны, поскольку подавляющее большинство материалов, сохранившихся до 16 века, были сожжены испанскими конкистадорами.

Долина реки Инд (Пакистан и северо-запад Индии)

Условия использования Public Domain

В долине реки Инд в Пакистане и на северо-западе Индии символы были найдены на предметах, которые могли писать.Общество, которое использовало эти символы, было кульминацией исторического поселения в регионе Инда, которое восходит к как минимум 7000 году до нашей эры. Высокая городская культура процветала 700 лет, между 2600 и 1900 годами до нашей эры, после чего города пришли в упадок.

Хотя у нас есть около 5000 известных письменных артефактов, а самая длинная надпись состоит из 26 символов, большинство из них состоит всего из трех или четырех знаков.

400 уникальных символов, которые были идентифицированы, слишком малочисленны для жизнеспособной логографической системы письма на основе слов.Это количество символов аналогично тому, которое встречается в додинастических египетских иероглифах и раннем шумерском письме. Поэтому ученые предположили, что, как и эти две системы, сценарий долины реки Инд может содержать смесь логографических и слоговых компонентов.

Рапа-Нуи (остров Пасхи, Полинезия)

В XIX веке на Рапа-Нуи было обнаружено около двух дюжин деревянных табличек с начертанными глифами. Ронгоронго , термин, который сами рапа-нуи применяли к этим объектам, в то время интерпретировался миссионерами как «линии, вырезанные для пения».Но знания о том, как пользоваться планшетами, к тому времени уже были утеряны.

Персонажи отражают человеческие, животные и растительные мотивы. Существует 120 элементарных (несвязанных) глифов, которые использовались для написания текстов длиной до 2320 символов и всего двумя.

Является ли rongorongo чисто мнемоническим устройством или системой логографических и слоговых символов, остается открытым вопросом, равно как и его заявление о том, что оно является уникальной шестой точкой происхождения для системы письма.

Условия использования Creative Commons Attribution Некоммерческая лицензия на предоставление общего доступа
Придерживается © Попечители Британского музея

Изменение и стабильность

На сегодняшний день очень мало известно о происхождении письменности, и по этой причине она продолжает оставаться интересной областью для изучения. Новые археологические открытия могут легко изменить даты происхождения в Египте, Китае и Мезоамерике.

Между тем, новые расшифровки, подобные тем, которые мы ждем от сценариев из долины реки Инд или табличек Рапа Нуи, могут связать культуры, которые мы теперь считаем отдельными.

• По сценарию Юэна Клейтона
• Юэн — профессор дизайна в Университете Сандерленда и внешний консультант выставки Британской библиотеки в 2019 году: Writing: Making Your Mark .