WAls ich etwa fünf Jahre alt war, lebte ich mit meinen Eltern und meiner Schwester im verschneiten Bundesstaat New York. Es war in den 1980er Jahren und eines Tages saß ich vor meiner liebsten großen rechteckigen Lunchbox, die auf der Vorderseite mit einem Bild der Muppets geschmückt war. Dieser enthielt meine riesige Buntstiftsammlung – lang, kurz, dick, dünn, in allen verfügbaren Farbtönen. Wie die meisten Kinder war ich ständig neugierig und wollte „entdecken“, was in meinen Buntstiften steckt. Also löste ich das Papier, das sie umhüllte, hielt sie dann einzeln gegen die scharfe Kante der offenen Schachtel und zerbrach sie in zwei Teile. Meine große Vorfreude wurde ziemlich gedämpft, um, nun ja, nur noch mehr Buntstifte darin zu finden. Trotzdem habe ich darauf bestanden.
Als ich etwas älter war und anfing, mit Bleistiften Wörter auf Papier zu schreiben, drehte ich sie in einem Spitzer, um zu sehen, ob der graue Stab, der meine Blätter markierte, ganz durch seinen Körper ging. Es tat. Von da an wechselte ich zu Stiften – weit entfernt von den enttäuschenden Buntstiften meiner frühen Kindheit enthielten die Innenseiten von Füllfederhaltern und Kugelschreibern schlanke Patronen und Schraubenfedern, die von einer Spitze zusammengehalten wurden, die wie eine Schraube auf den Rest des Stifts aufgeschraubt war Stift.
Als ich in Indien aufwuchs, sah ich, wie mein Fernseher auseinandergenommen wurde, um verwirrende Innereien zu enthüllen, die nur Sinn machten, als ich einen Abschluss in Physik machte. Tatsächlich habe ich mich für das Physikstudium entschieden, weil ich die Bausteine unseres Universums verstehen wollte.
Gegen Ende meiner Schulzeit war ich fasziniert von der Atom- und Teilchenphysik, fasziniert von der Idee, dass sich das einst für unteilbar gehaltene Atom selbst als aus Elektronen, Protonen und Neutronen bestehend herausstellte – und dass diese danach auf dem Podium der „Grundbausteine der Materie“ an der Reihe waren, wurden von Quarks verdrängt. Ob ich es damals verstand oder nicht, ich war auf der Mission zu verstehen, wie die Dinge funktionierten.
Diese Suche begann, praktisch mit einer Laufbahn im Ingenieurwesen. Ich war sechs Jahre lang Teil des Teams, das den Shard entworfen hat. Angesichts des Mangels an Frauen und Farbigen in meinem Beruf und meiner Leidenschaft für meine Arbeit habe ich Hunderte von Präsentationen über Ingenieurwesen auf der ganzen Welt gehalten, was zur Veröffentlichung von zwei Büchern über ikonische Strukturen und deren Bau führte.
Nachdem ich in meinem Schreiben das Große erkundet hatte, beschloss ich, mich dem Kleinen zuzuwenden. Ob es die Materie ist, aus der unser Universum besteht, lebende biologische Kreaturen oder die von Menschen geschaffenen Objekte, die wir erfunden haben, komplexe Kompositionen bestehen aus kleineren und einfacheren, nun ja, Dingen.
In all den von Menschenhand geschaffenen Dingen um uns herum befinden sich grundlegende Bausteine, ohne die unsere komplexen Maschinen nicht existieren würden. Auf den ersten Blick mögen sie uninteressant erscheinen. Oft klein und manchmal versteckt, ist die Wahrheit, dass jedes dieser Elemente eine außergewöhnliche technische Meisterleistung mit faszinierenden Geschichten ist, die Hunderte, wenn nicht Tausende von Jahren zurückreichen.
Diese Idee hat mich zu meinem Buch inspiriert, in dem ich sieben Elemente auswähle, die meiner Meinung nach die Grundlage der modernen Welt bilden – den Nagel, das Rad, die Feder, den Magneten, die Linse, die Pumpe und die Schnur. Zusammen umfassen sie eine breite Palette von Innovationen in Bezug auf ihre zugrunde liegenden wissenschaftlichen Prinzipien, die Bereiche der Technik, die sie berühren, und den Umfang der Objekte, die sie ermöglicht haben. Sie sind auch Wunder des Designs, die viele verschiedene Iterationen und Formen durchlaufen haben und dies auch weiterhin tun. Als sie sich weiterentwickelten und auf unterschiedliche Weise kombinierten, eskalierte die Komplexität der Maschinen, die wir herstellen konnten, in einem kaskadierenden Schmetterlingseffekt von Erfindung und Innovation. Jedes dieser Objekte hat uns berührt – sie haben natürlich unsere Technologie geschaffen und verändert, aber sie hatten auch einen weitreichenden Einfluss auf unsere Geschichte, Gesellschaft, Politik und Machtstrukturen, Biologie, Kommunikation, Transport, Kunst und Kultur.
Ich habe diese sieben Objekte während des ersten Lockdowns im Jahr 2020 ausgewählt. Zu Hause gefangen, ließ ich meinen Gedanken freien Lauf, sah mich in meinen Besitztümern um und zerlegte sie geistig (oder manchmal körperlich), um zu sehen, was sich darin befand. Ich sah mir den Kugelschreiber noch einmal an und sah eine Feder, eine Schraube und eine sich drehende Kugel. Der Mixer, mit dem ich die Nahrung für mein Baby gemacht habe, basierte auf Zahnrädern, die wiederum ohne das Rad nicht existieren könnten. Davor, als ich stillte, ermöglichte eine Milchpumpe meinem Mann, auch unsere Tochter zu ernähren. Der IVF-Prozess, den ich durchlief, beruhte auf einer Linse, um Dinge auf zellulärer Ebene zu sehen. Die Schutzmasken, die wir bei unseren kurzen Spaziergängen trugen und die die Sanitäter schützten, bestanden aus unzähligen Fasern, die zu Stoffen zusammengedreht wurden. Der Lautsprecher meines Telefons, über den ich die Stimmen von Familie und Freunden hören konnte, funktionierte mit einem Magneten.
Auch wenn ich über größere und komplexere Objekte nachdachte – Bagger, Wolkenkratzer, Fabriken, Tunnel, Stromnetze, Autos, Satelliten und so weiter – kam ich immer wieder auf dieselben sieben grundlegenden Innovationen zurück. Wir fügen Dinge zusammen: den Nagel. Wir brauchen etwas, das sich dreht oder dreht: das Rad. Wir brauchen Energie und Technologie, die sie speichern kann: Batterien, sicher, aber noch grundlegender, die Feder. Magnetismus (und Elektrizität) ermöglichen es uns, Dinge aus der Ferne zu manipulieren; Das Objektiv lässt uns mit dem Lichtweg spielen. String gibt uns ein starkes Material, das auch flexibel ist. Um Wasser zu bewegen und uns am Leben zu erhalten, stellen wir Pumpen her.
Die Erfindung oder Entdeckung jedes dieser sieben technischen Teile beinhaltete einen Prozess des Scheiterns und der Iteration: ein Bedürfnis zu haben, dann verschiedene Materialien, Formen und Formen auszuprobieren, bis etwas funktionierte. Um ein Beispiel zu nennen: Gebäude, Brücken, Fabriken, Traktoren, Autos, Telefone, Schlösser, Uhren und Waschmaschinen – eigentlich die meisten Dinge, die Metallteile benötigen, um aneinander befestigt zu werden – haben Nägel, Schrauben, Nieten und Bolzen Sie zusammen. Der Nagel wurde ursprünglich verwendet, um Holzstücke zusammenzufügen – um robustere Schiffe und Möbel herzustellen. Später verbesserte die Schraube die Haltekraft des Nagels erheblich, obwohl sie viel schwieriger herzustellen war. Als dann dünne Bleche billig hergestellt werden konnten, reichten weder der Nagel noch die Schraube aus und der Niet entstand. Kleine Nieten in Kochgefäßen wichen größeren und stärkeren Nieten, um Flugzeuge, Schiffe und Brücken aus Metall zu verbinden, bevor Ingenieure den Bolzen erfanden, eine Kombination aus Niet und Schraube, die stärker und einfacher zu installieren war. Die höchsten Wolkenkratzer, längsten Brücken und tiefsten Tunnel werden von solchen Bolzen stabil und robust gehalten.
All diese Entwicklung bedeutet jedoch nicht, dass der ursprüngliche Nagel veraltet ist. Tatsächlich werden Nägel und ihre vielfältigen Reinkarnationen alle parallel zu Schrauben, Nieten und Bolzen verwendet, jeder für den Zweck, für den er am besten geeignet ist. Und so verändert sich das Design: Manchmal verwenden wir jahrhundertelang dieselbe Technologie, bevor wir ein neues Material oder einen neuen Prozess erfinden oder erkennen, dass wir bestehende Technologien anpassen müssen. Manchmal ist es umgekehrt: Wir erfinden eine neue Technologie, wie die unglaublich starke Faser Kevlar, und finden dann Verwendungszwecke dafür – in diesem Fall kugelsichere Westen. Einige dieser Erfindungen wurden unabhängig voneinander in verschiedenen Teilen der Welt mit sehr ähnlichen Designs entwickelt, wie das Rad, aber andere, wie die Pumpe, sahen ganz anders aus. Und so wurden diese Erfindungen geboren, dann verändert und auf ihre eigene Weise weiterentwickelt, wobei sie oft unerwartete Anwendungen und Auswirkungen hatten, die weit über ihren ursprünglichen Zweck hinausgingen.
Während wir Ingenieurwesen als ein Feld betrachten, das mit leblosen Objekten und komplexen Technologien übersät ist, die sich oft fremd oder jenseits unseres Verständnisses anfühlen, sind im Herzen des Ingenieurwesens die Menschen – diejenigen, die es erschaffen, diejenigen, die es brauchen und verwenden, diejenigen, die es manchmal versehentlich tun einen Beitrag dazu leisten.
Wenn ich an Schnüre denke, denke ich an die Näherinnen in Delaware, die die Mondlandungen beobachteten und sich Sorgen um Neil Armstrongs Zwickel machten. Magnetismus bildete die Grundlage eines kolonialen Telegrafensystems, das von einem Arzt entworfen wurde, der elektrischen Strom durch seine Hände leitete. Ein islamischer Gelehrter hat endlich herausgefunden, wie wir sehen, und unser Verständnis der optischen Physik revolutioniert, Jahrhunderte bevor Newton sich einen Namen gemacht hat.
Engineering ist also das Zusammentreffen von Wissenschaft, Design und Geschichte. Es geht um menschliche Bedürfnisse und Kreativität, darum, Probleme zu finden und Lösungen für sie auf eine Weise zu schaffen, die noch nie zuvor versucht wurde. Es geht darum, zu versuchen, unser Leben zu verbessern, aber gleichzeitig zu wissen, dass unsere Erfindungen verheerende Auswirkungen auf die Gesellschaft haben können, wenn sie nicht verantwortungsbewusst eingesetzt werden. In seiner grundlegendsten Form ist es untrennbar mit dem Alltag und der Menschheit verbunden. Schauen Sie sich um und stellen Sie Fragen zu dem, was Sie sehen: Entfachen Sie die kindliche Neugier neu. Hoffentlich inspiriert Sie das dazu, die immer komplizierter werdende Welt der Technik zu erforschen und zu einem besseren Verständnis der Bausteine unserer Welt zu führen.
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