В проекте «100 лет инноваций» знакомит вас с важнейшими научно-техническими прорывами XX века. В новой части мы рассказываем о главных изобретениях 1970-х годов: вспоминаем, как создали первый персональный компьютер, мобильный телефон и как был дан старт развитию генной инженерии.
Изобретение микропроцессоров и первых персональных компьютеров
Бум персональных компьютеров начался с изобретением первых микропроцессоров, которые в одной микросхеме могли воспроизводить практически все функции процессоров больших ЭВМ. Первый подобный чип создала компания Intel в 1971 году. Он получил название 4004.
Intel 4004 имел скромные по сегодняшним меркам характеристики: его частота составляла 108 КГц. Процессорное ядро содержало 2,3 тысячи транзисторов, толщина каждого — 10 микрон, что примерно в десять раз тоньше человеческого волоса. Для сравнения, современные модели процессоров Intel имеют более миллиарда транзисторов, а тактовая частота превышает 3 ГГц.
Intel 4004 стоил порядка 200 долларов, но мало подходил для использования в компьютерах — он мог обрабатывать только 4 бита данных за один такт. Однако один из его прямых потомков — более совершенный Intel 8088 — использовался в компьютере Altair 8800 компании MITS, признанной одной из первых в мире персональных вычислительных машин.
За месяц компания MITS реализовала несколько тысяч аппаратов, но основная проблема Altair заключалась в том, что компьютер был сложным в использовании — у него не было интерфейса.
В 1976 году появился компьютер Apple I, спроектированный Стивом Возняком (Steve Wozniak) и Стивом Джобсом (Steve Jobs). Изначально аппарат был оснащен процессором MOS 6502 с частотой в 1 мегагерц, 4 килобайтами оперативной памяти с возможным увеличением до 48 килобайт. А вот монитора и блока питания не было.
Кроме того, у Apple I не было никаких привычных средств управления. Но его основным преимуществом стало то, что в продажу он поступал в полностью собранном виде. В 1970-е фирмы-конкуренты преимущественно предлагали лишь материнскую плату в разобранном состоянии.
Конечная стоимость первого персонального компьютера Apple составила 666,66 доллара. Как ни странно, здесь нет религиозных подтекстов — Стив Возняк просто очень любил повторяющиеся числа. Всего было продано порядка 200 компьютеров, после чего в 1977 году анонсировали Apple II.
В нем был пластиковый корпус, цветной монитор, клавиатура, динамики и возможность подключения внешнего видеомагнитофона. Всего было произведено от 5 до 6 миллионов компьютеров Apple II. В разных модификациях аппарат продавался до 1993 года.
Следующим значительным рывком стал IBM PC, который существенно превосходил тогдашних игроков на рынке. В IBM решили отказаться от собственных компонентов и собрали компьютер из тех комплектующих, которые мог предложить рынок.
В 1974 году микропроцессор также впервые применили для контроля промышленного робота IRB 6 от компании ASEA (ныне — ABB). Управление производилось контроллером S1, в котором использовался 8-битный микропроцессор компании Intel.
Вскоре микропроцессоры начали применяться и в других роботах. Появились роботы-бармены, роботы-полицейские, роботы-официанты и даже роботы-газонокосилки — первого такого в 1995 году выпустила компания Husqvarna.
Как произошел звонок по первому сотовому телефону
Идея создания переносного телефона, которым можно воспользоваться в любом удобном для пользователя месте, продвигалась многими исследователями с первых десятилетий XX века.
Первым коммерческим аппаратом стал Motorola DynaTAC 8000X, поступивший в свободную продажу в начале 1980-х годов. Но этому предшествовала практически десятилетняя работа по его проектированию и разработке.
3 апреля 1973 года сотрудник Motorola Мартин Купер (Martin Cooper), гуляя по улицам Манхэттена, сделал несколько звонков сотрудникам конкурирующей фирмы Bell Labs. В разговоре с ними он особо отметил, что звонит с улицы, с настоящего «ручного» сотового телефона — по словам Купера, конкуренты были в ярости.
Производственный образец телефона весил порядка 1 килограмма, коммерческий — 784 грамма. Для сравнения: популярные в то время автомобильные радиотелефоны весили около 15 килограммов.
Полного заряда батареи коммерческой версии DynaTAC 8000X хватало на 30−60 минут разговоров или 8 часов в режиме ожидания. На полную зарядку никель-кадмиевого аккумулятора при этом уходило 10 часов. Впрочем, отдельно продавалась «ускоренная» зарядка, восполняющая аккумулятор за один час.
Девайс мог хранить в памяти 30 телефонных номеров, оснащался одной мелодией звонка и стоил 3995 долларов (свыше 9 тысяч сегодняшних долларов с учетом инфляции). Но несмотря на столь высокую цену, стать обладателем DynaTAC 8000X мечтали тысячи американцев.
На начальных этапах продаж для приобретения устройства было необходимо записаться в очередь и ждать своей копии на протяжении как минимум нескольких месяцев. Общая стоимость разработки самого аппарата и сопутствующей мобильной инфраструктуры составила порядка 100 миллионов долларов.
Впоследствии Motorola продолжила развивать семейство DynaTAC за счет выпуска моделей вроде 8000S, 8000M, 8500X, 8800X и 8900X. Практически все модифицированные варианты телефона также пользовались повышенным спросом.
Генная инженерия
Сегодня технологии генетической инженерии широко распространены во всем мире. Например, при их помощи производятся гормон инсулин для больных сахарным диабетом, вакцина против гепатита B, многие виды витаминов и пищевые продукты.
При этом генная инженерия является относительно молодой наукой, возникшей лишь в 1972 году. Тогда группа исследователей из Стэнфордского университета во главе с биохимиком Полом Бергом (Paul Berg) сообщила о создании первой рекомбинантной ДНК, состоящей из фрагментов ДНК различных организмов. За эту работу Бергу в 1980 году была присуждена Нобелевская премия по химии.
Вживляя гены, взятые у одних организмов в другие, вскоре стало возможным конструировать новые организмы с заранее заданными свойствами. Их называют трансгенными — несущими чужеродные гены.
Первое трансгенное растение было создано в 1983 году. Биологи встроили в молекулу ДНК картофеля ген Bacillus thuriengiensis, который отвечал за устойчивость к колорадскому жуку. В то же время при помощи бактериальных клеток, в которые вводили ген человека, было налажено производство гормонов инсулина и антивирусного белка интерферона.
В 1992 году в Китае начали выращивать трансгенный табак, который не могли испортить насекомые-вредители. А уже в 1994 году на прилавках магазинов США появились первые генетически модифицированные помидоры сорта Flavr Savr. Сегодня в мире насчитывается более 120 наименований генно-модифицированных продуктов.
Большинство исследователей связывает развитие генной инженерии с решением проблемы обеспечения человечества продовольствием и более успешной борьбой со многими трудноизлечимыми заболеваниями. Правда, у ГМО-продуктов есть и противники. По современным данным, не было обнаружено никакого воздействия на здоровье человека в результате потребления таких пищевых продуктов в странах, где они одобрены.
