© Черняк В.З., 2021

© ООО «Издательство «КноРус», 2021

Техника прошла исторически длительный путь развития – от примитивных орудий первобытного человека до сложнейших автоматических устройств современной промышленности. Сегодня, в самом начале XXI в., мы живем в окружении всевозможных машин и механизмов и не можем себе представить жизни и деятельности без них. Но для того, чтобы понять до конца значение техники в современном мире, необходимо знать трудную историю открытий и изобретений. Многие исторические примеры, приведенные в этой книге, говорят о безграничных возможностях человека, о силе знаний, внушают веру в мощь человеческого разума.

«…Осмысление сущности техники, – по словам доктора философии В. М. Розина, – это ответ на такие фундаментальные вопросы, как: в чем природа техники, как техника относится к другим сферам человеческой деятельности – науке, искусству, инженерии, проектированию, практической деятельности, когда техника возникает и какие этапы проходит в своем развитии, действительно ли техника угрожает нашей цивилизации, как это утверждают многие философы, каково влияние техники на человека и природу, наконец, каковы перспективы развития и изменения техники».

«Сообщая знания в том самом виде, как они впервые были получены, – писал академик И. П. Бардин, – история науки и техники показывает приемы работы и ход творческой мысли, учит смелости и инициативе, воспитывает чувство нового и побуждает к действию».

Машины, особенно так называемые рабочие, выполняющие определенные технологические функции, сыграли исключительно важную роль не только в развитии общественного производства, но и вообще в развитии цивилизаций. Изобретение прядильных машин и создание универсальной паровой машины дали толчок промышленному перевороту конца XVIII – начала XIX вв., к переходу от ручного способа производства к машинному. Усовершенствованная паровая машина могла приводить в движение уже не одну, а целый ряд рабочих машин. Это явилось предпосылкой создания различных передаточных механизмов, образовавших во многих случаях широко разветвленную механическую систему. Характеризуя эволюцию механических средств труда (орудий и машин), являющихся важнейшей составной частью техники, ученые предлагают следующую схему их развития: простые орудия, накопление орудий, сложные орудия; приведение в действие сложного орудия одним двигателем – руками человека, приведение этих инструментов в действие силами природы; машина; система машин, имеющая один двигатель; система машин, имеющая автоматически действующий двигатель.

Если первоначально механические станки, паровые и другие машины создавались отдельными искусными изобретателями кустарным способом, то в дальнейшем, с увеличением размеров двигательного и передаточного механизмов и рабочих машин, возникла объективная необходимость массового (промышленного) производства и применения машин в промышленности. Начав производство «машин машинами», крупная промышленность создала тем самым адекватный ей технический бизнес.

Технические средства труда проникли не только в отдельные звенья производственных процессов, но и последовательно завоевали все отрасли промышленности, вытеснив традиционные формы производства, покоившиеся на ручном труде и ремесленной технике.

Машинное производство получило исключительно широкое распространение во всех индустриально развитых странах мира. С развитием крупной промышленности совершенствовались конструкции, увеличивались мощности и производительность технических средств.

Ученые выделяют следующие основные этапы эволюции машин:

♦ от времени изобретения первых механизмов до конца первой трети XVIII в. – машина заменяет физическую силу человека, ее составляют двигатель, передача, рабочий орган;

♦ с середины XVIII в. до середины XX в. – машина заменяет физическую силу человека и его умение; в ее состав начинают входить элементы регулирования и управления;

♦ с середины XX в. до настоящего времени – машина заменяет физическую силу человека, его умение и некоторые его физиологические и психические функции; в ее структуру входят элементы регулирования, управления, искусственного интеллекта.

Немецкий механик Якоб Леупольд (Лейпольд) (1674–1727), автор десятитомной энциклопедии технических знаний «Театр машин», был вероятно, первым автором, сделавшим попытку разделить машины на отдельные механизмы, их описать и классифицировать. Девизом его книг были замечательные слова: «Сила без искусства беспомощна».

В нашей книге приведено большое количество ярких примеров изобретения и конструирования машин в разные периоды истории человечества, изумлявших современников и продолжающих удивлять нас, живущих сотни и тысячи лет спустя. Эти примеры изобретательской и инженерной деятельности людей характеризуют огромные возможности человеческого разума, способного решать любые технические задачи.

Древние люди сделали множество поразительных открытий. Человечество обязано им не только возникновением языка, семьи, искусства, не только овладением огня, но и изобретением простейших (а по существу, самых необходимых) механических приспособлений, таких как нож, пила, сверло, клин, рычаг, скребок, молоток, топор… Поговорка права: «Нужда была матерью изобретения».

Первые, наиболее древние из всех найденных человеческих орудий необычайно примитивны. Мало разнообразные орудия найдены были близ города Шелля, расположенного к востоку от Парижа. Этот городок Шелль дал свое имя первой, самой низшей ступени техники ископаемого человека, получившей в свое время у археологов название шелльской эпохи.

Орудия труда человека этой эпохи довольно однообразны: куски камня, слегка обработанные с одной, редко с двух сторон, для придания им режущей или колющей формы. Орудия употреблялись для самых различных целей, т. е. они были универсальными.

Начальный период предыстории человечества называется палеолитом – древним каменным веком. Но это только так говорится, на самом деле на этот «век» приходится 98 % всего времени существования человека.

Улучшение техники обработки орудий идет очень медленно вплоть до четвертого ледникового периода. Холода загоняют человека в пещеры, борьба с тяжелыми климатическими условиями отнимает у него так много времени, что развитие техники почти приостанавливается. Человек ищет более мягкий, более податливый материал, и начинает пользоваться рогом и костью. При этом каменные орудия сохраняют свою прежнюю доледниковую форму и почти совершенно не изменяются, а кое в чем даже ухудшаются.

Характерные для этого периода ручные топоры мустьерской эпохи (найдены близ местечка Ле-Мустье во Франции) оббиты весьма небрежно, но зато появляется множество орудий мелкого типа, похожих на сверла и скребки.

Послеледниковый период поражает ученых улучшением техники обработки каменных орудий. Изделия из рога и кости получают новую форму и новое назначение. Хорошо обработаны наконечники для копий и дротиков, костяные иглы с ушком, гарпуны из кости, каменные топоры с приспособлением для прилаживания рукоятки, костяные (позже даже каменные) пилы, очевидно, для обработки дерева – такова ископаемая техника человека этого периода, которая необычайно схожа на огромных территориях.

Первобытный человек использовал всякий подходящий материал для орудий труда. Палка, дубина, вероятно, использовались им не менее часто, чем камень, просто камень более долговечен и каменные орудия дождались археологов.

Улучшение каменной техники, наметившееся в послеледниковый период, вылилось в конце этого периода в форму так называемой «отжимной» обработки каменных орудий. Камень обрабатывался не путем отбивания, а путем осторожного надавливания на край его костью или другим камнем и путем последующей тщательной оббивки обломанных краев. Тонкая обработка краев каменных орудий придавала им большую режущую силу. Развитие техники не останавливалось на этой стадии. Отжимная техника приводит к шлифованию орудий сначала путем оттачивания их на кости, покрытой мокрым песком, а потом путем обработки всей поверхности каменного орудия, что придает ему гладкий блестящий вид. Новые шлифованные орудия дают возможность перейти к обработке дерева. При помощи шлифованных орудий человек имеет возможность заострить колья, прорубить довольно толстые деревья, выдалбливать в них пространства (каменным долотом), проделывать в дереве ряд отверстий (сверлом). В древнейшем каменном веке орудия держались первобытным человеком непосредственно в руке. Теперь к ним приделываются рукоятки из дерева и кости, что значительно увеличивает силу и меткость удара. Обработка дерева приводит к новым техническим открытиям, непосредственно связанным с работой по дереву; будучи вновь применена к обработке камня, она изменяет технику обработки каменных орудий.