Изобретение 19 века позволит экономить много топлива

01.11.2012 в 14:13

Наука

3755

Поделиться

Один из методов превращения энергии солнца в электрическую использует изобретение шотландца Роберта Стерлинга, известное еще с 1816-го года. Этот тип двигателя оставался практически забытым до второй половины XX столетия. Поводом для очередного знакомства с двигателем Стерлинга стала новая программа американского «Office of Naval Research», исследовательской организации, разрабатывающей проекты для военно-морского флота США.

en.wikipedia.org

Новая программа носит название «Renewable Sustainable Expeditionary Power» (RSEP), что означает «Возобновляемая устойчивая походная энергия». Ее задача – снизить   зависимость мобильных армейских групп от жидкого топлива на 40%. Контракт получили компания Raytheon и известная своими научными разработками исследовательская компания Battelle.

В планах – создание мобильной установки на основе двигателя Стерлинга. Необходимость в подобной установке возникает при операциях на удаленных базах, в частности, в Афганистане, где каждый транспортный конвой с топливом может подвергнуться нападению. В настоящий момент морские пехотинцы используют солнечные батареи, которые обеспечивают лишь относительно небольшие мощности и не сокращают зависимость боевых подразделений от жидкого топлива сколь-нибудь заметно. Чтобы обеспечить независимую от базы операцию мобильной группы в течение 15 дней (а именно такую задачу ставит новая программа), необходимы более эффективные энергоустановки.

Легендарный двигатель Стерлинга принадлежит к типу двигателей с замкнутым циклом. Принцип его действия относительно прост: газ, содержащийся в цилиндре, нагревается и толкает поршень. Поршень посредством шатунного механизма приводит в движение рабочую ось. Газ при расширении охлаждается и сжимается. Тепло, поступающее к цилиндру снаружи, вновь нагревает его и вызывает расширение в следующем цикле. Двигатели, как правило, оснащают т.н. регенератором, который удерживает в системе тепло, сообщенное двигателю. Технически, это еще один цилиндр с поршнем, работающие в противофазе с основным.

Основное отличие этого двигателя от двигателя внутреннего сгорания в том, что газ в рабочем цилиндре отделен от источника тепла, например сжигаемого топлива. Именно поэтому двигатели Стерлинга используют в энергоустановках, сжигающих вещества, непригодные для двигателей внутреннего сгорания. Например, такие двигатели используют при утилизации газа, получаемого из мусора. Этот газ мог бы повредить двигатель внутреннего сгорания, но не двигатель Стерлинга.

Этот тип двигателя был практически забыт, пишет voanews.com. Сразу после его изобретения и начала применения в плавильном цеху в Данди, его потеснил паровой двигатель. Причина заключалось в высоких температурах, требовавшихся для работы этого двигателя и, как следствие, его частых поломках. В середине XX века компания «Филипс» попыталась создать энергоустановку для своих ламповых приемников на основе этого двигателя.

Стоит упомянуть одно существенное преимущество этого двигателя перед двигателем внутреннего сгорания: это низкий уровень шума (что, очевидно, важно для военных). Созданная «Филипс» установка называлась MP1002CA. Она стоила дорого, и вскоре нужда в ней отпала, т.к. на рынок вышли транзисторные радио с гораздо более низким энергопотреблением и длительной работой от батарей.

В проекте Raytheon и Battelle в качестве газа будет использоваться гелий, а при использовании солнечной энергии цилиндр будет помещаться в фокус лучей, собираемых системой линз или «тарелкой». На установку наложено ограничение в размерах: она должна быть размером с дизельный генератор, чтобы ее можно было прицеплять к обычному армейскому «Хамви».

Подписаться

Авторы:

• Алексей Дмитриев

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

• Зеленский рассказал, кого выгонит из Крыма в первую очередь

  46226

  Крым

  фото: crimea. mk.ru

• В Севастополе очередная атака дронов: работает ПВО

  Фото

  30140

  Крым

  фото: crimea.mk.ru

• Что происходит с турпотоком в Крым в 2023 году: неприятные тенденции

  25329

  Крым

  фото: crimea. mk.ru

• Организована онлайн-трансляция Парада Победы во Владивостоке 2023

  8239

  Владивосток

  Савелий Мандервельт

• В Симферополе подросток погиб на детской площадке: пытался удивить подругу

  5546

  Крым

  фото: МК в Крыму

• «Вызывают опасения»: алтайский ученый предупредила жителей края о нашествии малярийных комаров

  5113

  Барнаул

  Екатерина Шахова

В регионах:Ещё материалы

Кто открыл паровой двигатель?

Механический динозавр – паровоз, имеет достаточно сил, чтобы развить скорость до 100 миль в час, и для этого ему нужны только вода и уголь. Но в наше время эти механические гиганты вымерли почти во всём мире. Они уже больше не катаются по железным дорогам, но память о них осталась в сердцах людей. Во многих городах они стоят на постаментах в виде памятников, которыми восхищаются туристы.

Для того, чтобы паровоз двигался, он был оснащён паровым двигателем. Создание его стало самой настоящей революцией XVIII – XIX веков. Паровые двигатели стоят в одном ряду с автомобилями, самолётами, телефонами, радио, телевидением, как гениальное изобретение в истории человечества. Паровозы – это настоящее чудо в машиностроении. Так как же они могут работать, выпуская весь этот дым и пар?

Для того, чтобы что-нибудь производить требуется энергия. Она нужна даже для того, чтобы кататься на велосипеде или скейтборде и многое другое. Большая часть энергии, которой мы пользуемся в наши дни, производится из нефтепродуктов. Но так было не всегда. До XX века самым распространённым топливом в мире был уголь. При помощи него двигались паровозы и корабли, а также некоторые первые самолёты, паровой двигатель для которых изобрёл американец Сэмюэль П. Лэнгли, являющийся конкурентом братьев Райт.

Так как же появился паровой двигатель? Он является машиной, сжигающей уголь, для выделения тепловой энергии. Это напоминает огромный самовар, под которым сжигается уголь. От этого закипает вода, и появляется пар. Но этот пар не улетает в небо, как у самовара, а собирается, а затем применяется для работы машины.

Паровой двигатель состоит из четырёх частей: водяного котла, угольной топки, специального поршня и цилиндра, как у велосипедного насоса, и крепежа к поршню. В топке сгорает уголь, нагревающий воду в котле. От кипящей воды выделяется пар, который движется по трубопроводу в цилиндр. Внутри него начинает двигаться поршень то вперёд, то назад. Такое его движение называется возвратно поступательным. Оно нужно для привода. Этот весь механизм прикрепляется к поршню, который может быть где угодно: в заводской машине, водяном насосе, паровозе. Это очень примитивное описание парового двигателя. Конечно же в нём имеется большое количество различных деталей.

Сейчас вы увидите краткую историю парового двигателя. В I веке в Александрии была продемонстрирована вращающаяся сфера на парах. Её назвали эолипилом. Имя мастера – Герон. Это было настоящим чудом. Гораздо позднее, уже в XVI веке, архитектором Джованни Бранкой была использована паровая струя, чтобы привести во вращение лопасти маленького колеса. Это стало преддверием появления паровой турбины, которую разработал сэр Чарльз Парсонс в 1884 году.

В XVII веке голландским физиком Христианом Гюйгенсом был создан первый поршневой двигатель. В нём использовался простой цилиндр и поршень, которые приводил в движение взрывающийся порох. Но его помощник, Дени Папен, считал, что паром будет лучше заставить работать цилиндр и поршень.

В конце XVII века Томас Савери изобрёл водяной насос, работающий от пара. Этому механизму дали название «Шахтёрский друг». Паровой насос Савери был предназначен для откачки воды их шахт. В 1712 году Томасом Ньюкменом была придумана ещё более успешная конструкция парового насоса, чем у Савери. А ещё позднее, в XVIII веке, инженер из Шотландии Джеймс Уатт изобрёл более интересный способ получения паровой энергии. Он усовершенствовал насос Ньюкомена, изменив конструкцию двигателя. В нём было более широкое распространение пара. В конце этого же века английским горным инженером Ричардом Тревитиком была проработана новая версия двигателя Уатта. В новом двигателе использовались пары высокого давления. Это стало преддверием изобретения паровоза. В 1770 году французский военный Николя-Жозеф Кюньо изобретает трёхколёсный трактор с паровым двигателем.

В 1803 году появился на свет двигатель, в котором использовалось несколько цилиндров. Его изобретателем стал Артур Вульф. А ещё через год в Америке Оливером Эвансом был изобретён первый автомобиль, работающий на пару. Этим инженером было построено более 50 моделей таких автомобилей и других механизмов. В 1807 году по реке Гудзон отправился в плавание первый пароход. Его изобретателем стал Роберт Фултон. А уже в 1818 году появился корабль, который смог пересечь Атлантический океан за 27 дней. Его путь был от Нью-Йорка до Ливерпуля.

В 1825 году была построена первая в мире паровая железная дорога. Создателем её стал Джордж Стефенсон. Она была проложена между Стоктоном и Дарлингтоном. Сначала по ней перевозили только грузы. Пассажиры путешествовали в конных экипажах. Впервые паровую энергию для перевозки людей стали использовать Ливерпуль и Манчестерская железная дорога в 30-х годах XIX века. В России в 1833 и 1835 годах были построены первые паровозы. Их создателями являются отец и сын Черепановы. Масса их паровозов составляла около двух с половиной тонн. Для топки Черепановы использовали дрова.

В 1882 году в Нью-Йорке впервые появляется электростанция, которую изобрёл Томас Эдисон. В ней использовались высокоскоростные паровые двигатели, которые питали генераторы. А через два года Чарльзом Парсонсом была разработана паровая турбина для высокоскоростной лодки.

Но в наши дни паровые двигатели стали неэффективны. В них огонь, выделяющий энергию, отделён от цилиндра, превращающего энергию тепла в механическую. Это были двигатели внешнего сгорания, приводящие в движение различные механизмы. Их вытеснили более компактные и эффективные бензиновые двигатели и электричество. Таким образом паровозы и другие паровые машины исчезли из нашей жизни.

Изобретатели и изобретения промышленной революции

Популярные на Britannica

• 10 разрушительных антиутопий

• Хронология американского движения за гражданские права

• 12 романов, признанных «величайшей книгой из когда-либо написанных»

• 11 египетских богов и богинь

проверено Cite

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения.
Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Выбор стиля цитирования

MLAAPChicago Руководство по стилю

Написано

Брайан Дуиньян

Брайан Дуиньян — старший редактор Британской энциклопедии. Его предметные области включают философию, право, социальные науки, политику, политическую теорию и религию.

Брайан Дуиньян

Факт проверен

Редакторы Британской энциклопедии

Редакторы Encyclopaedia Britannica курируют предметные области, в которых они обладают обширными знаниями, будь то многолетний опыт, полученный в результате работы над этим контентом, или в результате обучения для получения ученой степени. Они пишут новый контент, а также проверяют и редактируют контент, полученный от участников.

Редакторы Британской энциклопедии

Йельский центр британского искусства, коллекция Пола Меллона (B1986.29.390)

Промышленная революция (1750–1900 гг.) навсегда изменила образ жизни и работы людей в Европе и Соединенных Штатах. Эти изобретатели и их творения были в авангарде нового общества.

• Прядильное и ткацкое производство

  Создание следующих хитроумных машин сделало возможным массовое производство высококачественных хлопчатобумажных и шерстяных ниток и пряжи и помогло превратить Великобританию во вторую половину XVIII в. в ведущего мирового производителя текстиля. век.

  Прядильная Дженни. Около 1764 года Джеймс Харгривз, бедный необразованный прядильщик и ткач, живший в Ланкашире, Англия, задумал новый тип прядильной машины, которая могла бы вытягивать нить из восьми веретен одновременно, а не только из одного, как в традиционной прялке. Сообщается, что эта идея пришла ему в голову после того, как его дочь Дженни случайно опрокинула семейную прялку; шпиндель продолжал вращаться, даже когда машина лежала на полу, что навело Харгривза на мысль, что одно колесо может вращать несколько шпинделей одновременно. В 1770 году он получил патент на прялку «Дженни».0003

  Водяная рама. Названная так потому, что приводилась в движение водяным колесом, водяная рама, запатентованная в 1769 году Ричардом Аркрайтом, была первой полностью автоматической и непрерывно работающей прядильной машиной. Он производил более прочные и большие количества ниток, чем прядильщик Дженни. Из-за своего размера и источника энергии водяную раму нельзя было разместить в домах прядильщиков, как это было раньше. Вместо этого требовалось место в большом здании рядом с быстрым ручьем. Аркрайт и его партнеры построили несколько таких заводов в горных районах Британии. После этого прядильщики, в том числе дети, работали на все более крупных фабриках, а не дома.

  Прядильный мул. Приблизительно в 1779 году Сэмюэл Кромптон изобрел вращающегося мула, который он сконструировал, объединив черты вращающейся Дженни и водной рамы. Его машина была способна производить как тонкую, так и грубую пряжу и позволяла одному оператору одновременно работать с более чем 1000 веретен. К сожалению, Кромптон, будучи бедным, не имел денег, чтобы запатентовать свою идею. Он был обманут в своем изобретении группой производителей, которые заплатили ему гораздо меньше, чем они обещали за дизайн. В конечном итоге прядильный мул использовался на сотнях фабрик британской текстильной промышленности.

• Паровой двигатель

  Благодаря применению в производстве и в качестве источника энергии на кораблях и железнодорожных локомотивах паровой двигатель увеличил производительность заводов и привел к значительному расширению национальных и международных транспортных сетей в 19 веке. .

  Паровая машина Уатта. В Британии в 17 веке примитивные паровые машины использовались для откачки воды из шахт. В 1765 году шотландский изобретатель Джеймс Уатт, опираясь на более ранние усовершенствования, увеличил эффективность паровых насосных двигателей, добавив отдельный конденсатор, а в 1781 году он разработал машину, которая вращала вал, а не создавала движение насоса вверх-вниз. После дальнейших усовершенствований в 1780-х годах двигатель Уатта стал основным источником энергии на бумажных, мукомольных, хлопчатобумажных, металлургических, винокуренных заводах, каналах и водопроводных станциях, что сделало Уатта богатым человеком.

  Паровоз. Британский инженер Ричард Тревитик общеизвестен как изобретатель парового железнодорожного локомотива (1803 г.), применения паровой машины, которое сам Уатт когда-то отверг как непрактичное. Тревитик также приспособил свой двигатель для приведения в движение баржи за счет вращения гребных колес и для управления земснарядом. Двигатель Тревитика, который вырабатывал большую мощность, чем двигатель Уатта, работая при более высоком давлении, вскоре стал широко использоваться в промышленности в Великобритании, заменив менее эффективную конструкцию Уатта. Первым паровым локомотивом для перевозки платных пассажиров стал 9-й.0015 Active (позже переименованный в Locomotion ), разработанный английским инженером Джорджем Стивенсоном, который совершил свой первый запуск в 1825 году. Для новой пассажирской железнодорожной линии между Ливерпулем и Манчестером, построенной в 1830 году, Стефенсон и его сын разработали ракету . , который достиг скорости 36 миль (58 км) в час.

  Пароходы и пароходы. Пароходы и другие пароходы были впервые созданы во Франции, Великобритании и США в конце 18 и начале 19 века.вв. Первый коммерчески успешный гребной пароход, North River Steamboat , спроектированный американским инженером Робертом Фултоном, путешествовал вверх по реке Гудзон от Нью-Йорка до Олбани, штат Нью-Йорк, в 1807 году со скоростью около 5 миль (8 км) в час. час. В конце концов, все более крупные пароходы доставляли грузы, а также пассажиров на сотни миль по внутренним водным путям восточной и центральной части Соединенных Штатов, особенно по реке Миссисипи. Первое трансокеанское плавание с использованием энергии пара было совершено в 1819 г.на Savannah , американском парусном корабле со вспомогательным веслом на паровой тяге. Он плыл из Саванны, штат Джорджия, в Ливерпуль чуть более чем за 27 дней, хотя его весла работали всего 85 часов пути. Ко второй половине 19-го века все более крупные и быстрые пароходы регулярно перевозили пассажиров, грузы и почту через Северную Атлантику, эта услуга получила название «Атлантический паром».

• Использование электричества

  В начале 19ХХ века ученые Европы и США исследовали взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, и их исследования вскоре привели к практическому применению электромагнитных явлений.

  Электрогенераторы и электродвигатели. В 1820-х и 30-х годах британский ученый Майкл Фарадей экспериментально продемонстрировал, что пропускание электрического тока через катушку с проволокой между двумя полюсами магнита вызовет вращение катушки, а вращение катушки с проволокой между двумя полюсами магнита вызовет генерацию электрический ток в катушке (электромагнитная индукция). Первое явление со временем стало основой электродвигателя, преобразующего электрическую энергию в механическую, а второе со временем стало основой электрического генератора, или динамо-машины, преобразующей механическую энергию в электрическую. Хотя и моторы, и генераторы претерпели существенные усовершенствования в середине 19их практическое применение в больших масштабах зависело от более позднего изобретения других машин, а именно поездов с электроприводом и электрического освещения.

  Электрические железные дороги и трамваи. Первая электрическая железная дорога, предназначенная для использования в городском общественном транспорте, была продемонстрирована немецким инженером Вернером фон Сименсом в Берлине в 1879 году. К началу 20 века электрические железные дороги работали внутри и между несколькими крупными городами Европы и США. Первая электрифицированная секция лондонского метрополитена, получившая название London Underground, начала работу в 189 г.0.

  Лампа накаливания. В 1878–1879 годах Джозеф Уилсон Свон в Англии, а затем Томас Альва Эдисон в Соединенных Штатах независимо друг от друга изобрели практичную электрическую лампу накаливания, которая излучает непрерывный свет путем нагревания нити накала электрическим током в вакууме (или близком к вакууму). Оба изобретателя подали заявки на патенты, и их юридические споры закончились только после того, как они согласились создать совместную компанию в 1883 году. система освещения. В течение следующих 50 лет электрические лампы накаливания постепенно заменили газовые и керосиновые лампы в качестве основного источника искусственного освещения в городских районах, хотя уличные фонари с газовым освещением сохранялись в Великобритании до середины 20 века.

• Телеграф и телефон

  Два изобретения XIX века, электрический телеграф и электрический телефон, впервые сделали возможной надежную мгновенную связь на большие расстояния. Их влияние на торговлю, дипломатию, военные операции, журналистику и множество аспектов повседневной жизни было почти немедленным и оказалось длительным.

  Телеграф. Первые практические электрические телеграфные системы были созданы почти одновременно в Великобритании и Соединенных Штатах в 1837 году. В устройстве, разработанном британскими изобретателями Уильямом Фотергиллом Куком и Чарльзом Уитстоном, иглы на монтажной пластине приемника указывали на определенные буквы или цифры при подаче электрического сигнала. ток проходил по присоединенным проводам. Американский художник и изобретатель Сэмюэл Ф.Б. Морзе создал свой собственный электрический телеграф и, что более известно, универсальный код, впоследствии известный как азбука Морзе, который можно было использовать в любой системе телеграфии. Код, состоящий из набора символических точек, тире и пробелов, вскоре был принят (в измененной форме для размещения диакритических знаков) во всем мире. Демонстрационная телеграфная линия между Вашингтоном, округ Колумбия, и Балтимором, штат Мэриленд, была завершена в 1844 году. Первое послание по ней было: «Что сотворил Бог!» Телеграфные кабели были впервые проложены через Ла-Манш в 1851 году и через Атлантический океан в 1858 году. В Соединенных Штатах распространение телеграфной связи за счет роста частных телеграфных компаний, таких как Western Union, помогло поддерживать закон и порядок на западных территориях. и контроль движения на железных дорогах. Более того, он позволял передавать национальные и международные новости через телеграфные службы, такие как Ассошиэйтед Пресс. В 1896 Итальянский физик и изобретатель Гульельмо Маркони усовершенствовал систему беспроводной телеграфии (радиотелеграфии), которая имела важное военное применение в 20 веке.

  Телефон. В 1876 г. американский ученый шотландского происхождения Александр Грэм Белл успешно продемонстрировал телефон, передающий звук, в том числе человеческий голос, с помощью электрического тока. Устройство Белла состояло из двух наборов металлических язычков (мембран) и электромагнитных катушек. Звуковые волны, создаваемые рядом с одной мембраной, заставляли ее вибрировать на определенных частотах, что индуцировало соответствующие токи в электромагнитной катушке, подключенной к ней, и эти токи затем текли к другой катушке, что, в свою очередь, заставляло другую мембрану вибрировать на тех же частотах. воспроизводит исходные звуковые волны. Первый «телефонный звонок» (успешная электрическая передача понятной человеческой речи) произошел между двумя комнатами бостонской лаборатории Белла 10 марта 1876 года, когда Белл вызвал своего помощника Томаса Уотсона со знаменитыми словами, которые Белл записал в своих заметках как «Мистер. Ватсон, иди сюда, я хочу тебя видеть. Первоначально телефон был диковинкой или игрушкой для богатых, но к середине 20 века он стал обычным бытовым прибором, миллиарды которого использовались по всему миру.

• Двигатель внутреннего сгорания и автомобиль

  Среди наиболее важных изобретений поздней промышленной революции был двигатель внутреннего сгорания, а вместе с ним и автомобиль с бензиновым двигателем. Автомобиль, пришедший на смену лошади и повозке в Европе и Соединенных Штатах, обеспечил большую свободу передвижения для простых людей, облегчил коммерческие связи между городскими и сельскими районами, повлиял на городское планирование и рост крупных городов, а также способствовал серьезному загрязнению воздуха. проблемы загрязнения городских территорий.

  Двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания производит работу за счет сгорания внутри двигателя сжатой смеси окислителя (воздуха) и топлива, при этом горячие газообразные продукты сгорания давит на движущиеся поверхности двигателя, такие как поршень или ротор. Первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания, в котором использовалась смесь угольного газа и воздуха, был построен примерно в 1859 году бельгийским изобретателем Этьеном Ленуаром. Первоначально дорогой в эксплуатации и неэффективный, он был значительно модифицирован в 1878 году немецким инженером Николаусом Отто, который представил четырехтактный цикл индукция-сжатие-обжиг-выхлоп. Из-за их большей эффективности, долговечности и простоты использования газовые двигатели, основанные на конструкции Отто, вскоре заменили паровые двигатели в небольших промышленных приложениях. Первый бензиновый двигатель внутреннего сгорания, также основанный на четырехтактной конструкции Отто, был изобретен немецким инженером Готлибом Даймлером в 1885 году. Вскоре после этого, в начале 1890s, другой немецкий инженер, Рудольф Дизель, сконструировал двигатель внутреннего сгорания (дизельный двигатель), который использовал мазут вместо бензина и был более эффективным, чем двигатель Отто. Он широко использовался для питания локомотивов, тяжелой техники и подводных лодок.

  Автомобиль. Благодаря своей эффективности и легкому весу бензиновый двигатель идеально подходил для передвижения на легком транспортном средстве. Первый мотоцикл и автомобиль с двигателем внутреннего сгорания были сконструированы Даймлером и Карлом Бенцем соответственно в 1885 году.0s зарождающаяся промышленность в континентальной Европе и Соединенных Штатах производила все более сложные автомобили в основном для состоятельных клиентов. Менее чем через 20 лет американский промышленник Генри Форд усовершенствовал конвейерные методы производства, чтобы ежегодно производить миллионы автомобилей (особенно Model T) и легких грузовиков. Достигнутая им большая экономия за счет масштаба сделала владение автомобилем доступным для американцев со средним доходом, что стало важным событием в истории транспорта.

История техники | Эволюция, возраст и факты

Международная космическая станция

Все СМИ

Связанные темы:

технология

См. весь связанный контент →

история технологии , развитие с течением времени систематических методов изготовления и выполнения действий. Термин технология , комбинация греческого technē , «искусство, ремесло», с logos , «слово, речь» означало в Греции дискурс об искусствах, как изящных, так и прикладных. Когда оно впервые появилось в английском языке в 17 веке, оно использовалось только для обозначения обсуждения прикладных искусств, и постепенно сами эти «искусства» стали объектом обозначения. К началу 20 века этот термин охватывал растущий спектр средств, процессов и идей в дополнение к инструментам и машинам. К середине века технология определялась такими фразами, как «средства или действия, с помощью которых человек стремится изменить или манипулировать своим окружением». Даже такие широкие определения подвергались критике со стороны наблюдателей, указывающих на возрастающую трудность разграничения научных исследований и технологической деятельности.

Крайне сжатый отчет об истории технологии, такой как этот, должен принять строгую методологическую схему, если он хочет отдать должное предмету, не искажая его тем или иным способом. План, которому следует следовать в настоящей статье, в первую очередь хронологический, прослеживающий развитие технологии через фазы, которые сменяют друг друга во времени. Очевидно, что разделение между фазами в значительной степени условно. Одним из факторов взвешивания было огромное ускорение западного технологического развития в последние столетия; Восточная техника рассматривается в данной статье в основном лишь в том, что касается развития современной техники.

В каждой хронологической фазе был принят стандартный метод исследования технологического опыта и инноваций. Это начинается с краткого обзора общих социальных условий рассматриваемого периода, а затем продолжается рассмотрением доминирующих материалов и источников энергии периода и их применения в производстве продуктов питания, обрабатывающей промышленности, строительстве, транспорте и связи. , военная техника и медицинская техника. В заключительном разделе рассматриваются социокультурные последствия технологических изменений того периода. Эта схема модифицируется в соответствии с конкретными требованиями каждого периода — например, обсуждение новых материалов занимает значительное место в описаниях более ранних фаз, когда вводились новые металлы, но сравнительно не важно в описаниях некоторых более поздних фаз — но общая закономерность сохраняется на всем протяжении. Одним из ключевых факторов, который нелегко вписывается в эту схему, является разработка инструментов. Казалось наиболее удобным связать их с изучением материалов, а не с каким-либо конкретным приложением, но было невозможно быть полностью последовательным в этом подходе. Дальнейшее обсуждение конкретных направлений технологического развития представлено во множестве других статей: например, см. электроника; исследование; обработка информации.

Общие соображения

По сути, техники — это методы создания новых инструментов и изделий из них, а способность создавать такие артефакты — определяющая характеристика человекоподобных видов. Другие виды создают артефакты: пчелы строят сложные ульи для хранения своего меда, птицы вьют гнезда, а бобры строят плотины. Но эти атрибуты являются результатом паттернов инстинктивного поведения и не могут быть изменены в соответствии с быстро меняющимися обстоятельствами. Люди, в отличие от других видов, не обладают сильно развитыми инстинктивными реакциями, но обладают способностью систематически и творчески мыслить о приемах. Таким образом, люди могут вводить новшества и сознательно изменять окружающую среду так, как не удавалось ни одному другому виду. Обезьяна может иногда использовать палку, чтобы сбивать бананы с дерева, но человек может превратить палку в режущий инструмент и снять целую связку бананов. Где-то на переходе между ними появляется гоминид, первый человекоподобный вид. В силу природы человечества как производителя инструментов, люди с самого начала были технологами, и история техники охватывает всю эволюцию человечества.

Используя рациональные способности для разработки методов и изменения окружающей среды, человечество столкнулось с проблемами, отличными от проблем выживания и производства богатства, с которыми сегодня обычно ассоциируется термин технология . Техника языка, например, включает осмысленное манипулирование звуками и символами, и точно так же техники художественного и ритуального творчества представляют собой другие аспекты технологического стимула. В этой статье не рассматриваются эти культурные и религиозные методы, но важно установить их взаимосвязь с самого начала, потому что история техники обнаруживает глубокое взаимодействие между стимулами и возможностями технологических инноваций, с одной стороны, и социокультурными условиями, с одной стороны. человеческая группа, внутри которой они происходят, с другой.

Социальное участие в технологических достижениях

Осознание этого взаимодействия важно при изучении развития технологий сменяющими друг друга цивилизациями. Чтобы максимально упростить отношения, есть три точки, в которых должно быть некоторое социальное участие в технологических инновациях: социальная потребность, социальные ресурсы и сочувствующий социальный дух. При отсутствии любого из этих факторов маловероятно, что технологическая инновация получит широкое распространение или будет успешной.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Чувство социальной потребности должно быть сильно ощутимо, иначе люди не будут готовы выделять ресурсы на технологические инновации. Необходимым может быть более эффективный режущий инструмент, более мощное грузоподъемное устройство, машина, экономящая труд, или средство использования нового топлива или нового источника энергии. Или, поскольку военные потребности всегда служили стимулом для технологических инноваций, они могут принять форму потребности в более совершенном оружии. В современном обществе потребности порождены рекламой. Каким бы ни был источник социальной потребности, важно, чтобы о ней сознавало достаточное количество людей, чтобы создать рынок для артефакта или товара, который может удовлетворить эту потребность.

Социальные ресурсы также являются необходимым условием успешной инновации. Многие изобретения потерпели неудачу из-за отсутствия необходимых для их реализации социальных ресурсов — капитала, материалов и квалифицированного персонала. Записные книжки Леонардо да Винчи полны идей для вертолетов, подводных лодок и самолетов, но лишь немногие из них дошли даже до стадии моделей, потому что не хватало тех или иных ресурсов. Ресурс капитала предполагает наличие избыточной производительности и организации, способной направить имеющиеся богатства в те каналы, в которых изобретатель может их использовать. Ресурс материалов предполагает наличие подходящих металлургических, керамических, пластиковых или текстильных материалов, которые могут выполнять любые функции, требуемые от них новым изобретением. Ресурс квалифицированного персонала подразумевает наличие техников, способных создавать новые артефакты и разрабатывать новые процессы. Короче говоря, общество должно быть хорошо оснащено соответствующими ресурсами, чтобы поддерживать технологические инновации.

Сочувствующий социальный дух подразумевает среду, восприимчивую к новым идеям, такую, в которой доминирующие социальные группы готовы серьезно относиться к инновациям. Такая восприимчивость может быть ограничена конкретными областями нововведений — например, улучшениями в оружии или навигационной технике — или может принимать форму более общей позиции исследования, как это имело место среди промышленного среднего класса в Британии в 18-м веке. века, которые были готовы культивировать новые идеи и изобретатели, селекционеры таких идей. Какова бы ни была психологическая основа изобретательского гения, не может быть никаких сомнений в том, что существование социально значимых групп, желающих поощрять изобретателей и использовать их идеи, было решающим фактором в истории техники.

Таким образом, социальные условия имеют первостепенное значение для разработки новых методов, некоторые из которых будут рассмотрены ниже более подробно. Однако стоит оформить еще одну пояснительную записку. Это касается рациональности техники. Уже было замечено, что технология предполагает применение разума к технике, и в 20 веке стало считаться почти аксиомой, что технология — это рациональная деятельность, вытекающая из традиций современной науки. Тем не менее, следует отметить, что техника в том смысле, в каком здесь используется этот термин, намного старше науки, а также что техники имеют тенденцию застывать на протяжении столетий практики или превращаться в такие парарациональные упражнения, как алхимия. Некоторые техники стали настолько сложными, часто зависящими от процессов химических изменений, которые не были поняты даже тогда, когда они широко практиковались, что технология иногда сама становилась «мистерией» или культом, в который ученика нужно было посвящать, как священника в священный сан. и в которой было важнее скопировать древнюю формулу, чем вводить новшества. Современную философию прогресса нельзя отнести к истории техники; на протяжении большей части своего долгого существования технология была практически застойной, загадочной и даже иррациональной. Нет ничего удивительного в том, что некоторые сохранившиеся фрагменты этой мощной технологической традиции присутствуют в современном мире, и в современной дилемме высокотехнологичного общества, рассматривающего вероятность того, что оно будет использовать свои изощренные методы для того, чтобы совершить собственное уничтожение. Таким образом, необходимо остерегаться чрезмерно поверхностного отождествления техники с «прогрессивными» силами современной цивилизации.

С другой стороны, невозможно отрицать, что в технике есть прогрессивный элемент, так как из самого элементарного обзора ясно, что приобретение техники есть кумулятивный процесс, при котором каждое поколение наследует запас техники, на котором он может строить, если захочет и если позволят социальные условия. В течение долгого времени история технологии неизбежно выявляет моменты инноваций, которые демонстрируют это кумулятивное качество по мере того, как некоторые общества шаг за шагом продвигаются от сравнительно примитивных технологий к более сложным. Но хотя это развитие происходило и продолжается до сих пор, природе техники не присущ такой процесс накопления, и это, конечно, не было неизбежным развитием. Тот факт, что многие общества оставались в состоянии стагнации в течение длительных периодов времени, даже на достаточно развитых стадиях технологической эволюции, а некоторые фактически регрессировали и утратили переданные им накопленные технологии, демонстрирует неоднозначную природу технологии и исключительную важность его связь с другими социальными факторами.

Способы передачи технологий

Другим аспектом кумулятивного характера технологии, требующим дальнейшего изучения, является способ передачи технологических инноваций. Это неуловимая проблема, и необходимо принять феномен одновременного или параллельного изобретения в тех случаях, когда нет достаточных доказательств, чтобы показать передачу идей в том или ином направлении. Механика их передачи была чрезвычайно усовершенствована в последние века благодаря печатному станку и другим средствам связи, а также благодаря возросшей легкости, с которой путешественники посещают источники инноваций и приносят идеи домой. Однако традиционно основным способом передачи было перемещение артефактов и мастеров. Торговля артефактами обеспечила их широкое распространение и поощрила подражание. Еще важнее то, что миграция мастеров — будь то странствующие слесари ранних цивилизаций или немецкие инженеры-ракетчики, чьи экспертные знания были приобретены как Советским Союзом, так и Соединенными Штатами после Второй мировой войны, — способствовала распространению новых технологий.

Доказательства таких процессов технологической передачи напоминают о том, что материал для изучения истории техники поступает из различных источников. Многие из них, как и любое историческое исследование, опираются на документальные материалы, хотя для ранних цивилизаций их мало из-за общего отсутствия интереса к технологиям со стороны писцов и летописцев. Таким образом, для этих обществ и для многих тысячелетий более ранней незарегистрированной истории, в которой происходили медленные, но существенные технологические достижения, необходимо в значительной степени полагаться на археологические свидетельства. Даже в связи с недавним прошлым историческое осмысление процессов быстрой индустриализации можно сделать более глубоким и ярким благодаря изучению «промышленной археологии». Много ценного материала такого рода накоплено в музеях и еще больше остается в местах его использования для наблюдения полевого работника. Историк техники должен быть готов использовать все эти источники и при необходимости привлекать навыки археолога, инженера, архитектора и других специалистов.