§ 22. РОЗВИТОК ТЕХНІКИ І НАУКИ

1. Досягнення техніки та її прикладне значення

Складовою частиною промислової революції, яка розпочалася в 60-ті рр. XVIII ст. в Англії, була революція в техніці. В 60-70-ті рр. в текстильному виробництві в Англії з’явилися нові прядильні машини і ткацькі верстати. Але для завершення переходу від мануфактури до фабрики потрібен був двигун. І такий двигун винайшов англієць Джеймс Уатт. У 1763 р., працюючи механіком університету в Глазго, він узявся за вдосконалення парового двигуна Т. Ньюкомена. В 1784 р. Уатт склав паровий пристрій з відокремленим конденсатором, випробування якого показали, що його ефективність більш як удвічі перевищувала ефективність кращих машин Ньюкомена. З 1785 по 1800 р. в англійській текстильній промисловості було встановлено понад 200 парових машин системи Уатта. Поршнева парова машина подвійної дії з розширенням пари була основним типом двигуна упродовж усього XIX ст.

Завдяки застосуванню парових двигунів величезний стрибок відбувся в галузі транспорту. Використання сили пари на сухопутному транспорті розпочалося наприкінці XVIII ст. Вирішального успіху в створенні паровозів, впроваджуваних у практику, досяг англійський винахідник Джордж Стефенсон. У 1814 р. він збудував свій перший паровоз. Першою залізницею, яка повністю працювала на паровій тязі, була Манчестер - Ліверпульська дорога завдовжки близько 50 км, збудована Дж. Стефенсоном у 1829 р. і споряджена винайденими ним паровозами.

Перший паровоз Джорджа Стефенсона «Rocket»

На флоті з середини XIX ст., особливо після винайдення гребного гвинта, також почалося витіснення вітрильних суден паровими. А першим пароплавом, що дістав практичне застосування, було річкове судно, збудоване ще в 1807 р. американським винахідником Робертом Фултоном. Між Англією, Північною Америкою та іншими континентами було встановлено регулярне пароплавне сполучення. Перший пароплав «Савана», що перетнув Атлантику в 1818 р., йшов із США до Ліверпуля 27 днів. У 70-х рр. XIX ст. середня тривалість переїзду через Атлантичний океан становила 7,5-8 днів. Для розвитку світової торгівлі велике значення мало будівництво каналів. У 1869 р. відкрився Суецький канал. Він одразу ж набув величезного міжнародного значення. Порівняно з колишнім шляхом довкола мису Доброї Надії (південний край Африки) шлях із Англії до Індії скоротився майже на 13 тис. км. У 1783 р. брати Монгольф’є - Жозеф і Етьєн - винайшли аеростат (повітряну кулю), наповнювану нагрітим повітрям, цього ж року фізик Жак Шарль - аеростат, наповнюваний воднем. Саме водневі аеростати стали в XIX ст. основним видом літальних засобів. Вдосконалення транспорту прискорило торговельний обіг, подальше зростання виробництва, розширення світового ринку.

Бурхливе залізничне будівництво, а далі й пароплавобудування (з 40-х рр. корпуси суден почали виготовляти з металу) спричинили величезний попит на метал, особливо на сталь. Необхідні були дешеві способи виробництва сталі і їх було знайдено. Новий спосіб переробки чавуну на залізо і сталь запровадив англійський винахідник Генрі Бессемер у середині 50-х рр. XIX ст. Переплавка за способом Бессемера здійснювалася в особливому рухомому конверторі. В конвертор наливався рідкий чавун, крізь який потім продувалося повітря. Надлишок вуглецю і деякі інші домішки, які містилися в чавуні, при цьому швидко вигорали і утворювалося залізо або сталь.

У 60-ті рр. французький інженер П’єр Мартен виплавив сталь з чавуну у полуменевій печі з повітронагрівальною установкою, винайденою німецькими інженерами братами Вільгельмом і Фрідріхом Сіменсами. З 1865 по 1870 р. світове виробництво сталі зросло на 70%, хоча значного поширення нові методи виплавки сталі набули тільки в наступні десятиліття.

Зміни в металургії дали поштовх до розвитку особливої галузі виробництва - машинобудування. Створення машин машинами спиралося на технічні досягнення XVI-XVIII ст., коли застосовувалися свердлильні, токарні верстати. Тепер ці верстати були значно вдосконалені для потреб виробництва, яке мало паровий двигун. У нових галузях виробництва, які досягли значних успіхів після промислової революції, помітне місце посіла хімічна промисловість, передусім так звана основна хімічна промисловість, яка виробляла сірчану кислоту, соду, їдкий натр, хлор й інші речовини, необхідні при виробництві скла, вибухових речовин, фарб, штучних добрив, фармацевтичних препаратів тощо.

Збільшення кількості фабричних споруд, систематична робота у вечірні й нічні зміни, а також швидке зростання торгівлі й міст зумовили потребу в нових джерелах освітлення. Після успішних дослідів наприкінці XVIII ст. В. Мердока в Англії і Ф. Лебона у Франції основним видом освітлення стало газове. Важливе значення мав прогрес у поліграфічній та паперовій промисловості. З перших десятиліть XIX ст. з’явилося багато типів складальних машин, здебільшого в Англії. Були вдосконалені Ф. Кенігом й іншими винахідниками друкарські верстати, які перетворювалися на скородрукувальні машини. Наступним кроком стало використання в 60-х рр. XIX ст. у США та Європі ротаційних машин, які друкували одночасно з обох боків паперової стрічки. Одне з видатних науково-технічних відкриттів XIX ст. - фотографія - було результатом зусиль багатьох європейських учених і винахідників. Роботи, розпочаті в цій галузі ще на зламі XVIII - XIX ст., набули практичного значення лише в 30-ті рр. XIX ст. Вирішальних успіхів на останній стадії дослідів досягли французькі дослідники Ньєппс і Дагер. З появою в 40-х рр. удосконалених методів, які дозволяли одержати з негативів будь-яку кількість позитивних відбитків на світлочутливому папері, почався період широкого застосування фотографії.

Заслуга створення електромагнітного телеграфу належить російському конструктору П.Л. Шиллінгу. В 1832 р. система Шиллінга була розвинута в інших країнах. Практичне значення мав апарат американця С. Морзе. Значного поширення набув сконструйований у США в 1865 р. літеродрукувальний апарат Д. Юза. З 40-х рр. починається прокладання телеграфних підводних кабелів між найбільш розвинутими країнами. В 50-60-х рр. Англія була сполучена кабелями або повітряними лініями з найважливішими державами Європи, зі США та Індією. Почалися дослідження зі створення телефону. Піонером у цій справі став німецький конструктор І. Рейс, котрий продемонстрував свій перший телефонний апарат у 1861 р. Однак практично проблема телефонного зв’язку була розв’язана пізніше - у 70-х рр. XIX ст. А. Беллом.

Розвиток військової техніки відбувався в 1789-1870 рр. особливо швидко. У першу чергу вдосконалювалися гладкоствольні кремінні рушниці, які набивалися з дула. З 20-х рр. XIX ст. у загальний вжиток увійшли мідні пістони. В 1823 р. француз Лефоше створив рушницю, яка заряджалася набоями з казенної частини. В 1836 р. німець Н. Дрейзе сконструював голкувату нарізну рушницю з ковзним затвором. Вона заряджалася з казенної частини стандартними набоями. З 1840 р. рушницю Дрейзе було взято на озброєння прусською армією. В артилерії в перші десятиліття XIX ст. ще застосовувалися гладкоствольні гармати, які набивалися з дула круглими (чавунними або бронзовими) ядрами. З 40-х рр. XIX ст. у практику ввійшли нарізні гармати, які заряджалися з казенної частини і стріляли циліндричними розривними набоями. У ці самі роки з’явилися і нові вибухові речовини. В 1862 р. швед Альфред Нобель налагодив промислове виробництво нітрогліцерину, а далі й виробництво динаміту.

Пароплав Фултона

Прискорений розвиток техніки був зумовлений як тим, що він стимулювався потребами капіталістичного індустріального виробництва, так і тим, що він міг спиратися на досягнення природничих наук. Останній фактор ставав усе істотнішим.

2. Розвиток природничих наук

Астрономія - перша галузь науки, де похитнулися погляди на природу, як на щось незмінне. В 1755 р. німецький філософ і астроном Іммануїл Кант, а в 1796 р. французький астроном П’єр-Сімон Лаплас висунули для свого часу революційну теорію походження сонячної системи з первинної туманності. Всесвіт почали розглядати в становленні, зміні й розвитку. Наприкінці XVIII-XIX ст. відбувалося нагромадження відомостей про нього. Були відкриті тисячі невідомих раніше зірок, планети Уран і Нептун. Дані астрономії використовувалися для складання календарів, у мореплавстві.

Математика до XVIII ст. розвивалася в межах арифметики, геометрії, алгебри, маючи справу з постійними величинами. У XVII-XIX ст. потреби мореплавства, астрономії, балістики, гідравліки привели до введення в математику змінних величин та ідей функціональної залежності між ними. Знаменитий англійський учений Ісаак Ньютон і німецький учений Готфрід-Вільгельм Лейбніц у другій половині XVII ст. незалежно один від одного розробили диференціальне та інтегральне числення, заклали підвалини вищої математики.

У XVIII ст. розвиток математики, пов’язаний з іменем Леонарда Ейлера. У математиці його головною заслугою була розробка математичного аналізу і теорії чисел. У XIX ст. справжню революцію в математиці здійснив російський учений Микола Іванович Лобачевський. Він висунув і обґрунтував у 1826 р. систему неевклідової геометрії. На відміну від домінуючого ще з давньогрецьких часів постулату Евкліда, згідно з яким на площині через точку, що не міститься на заданій прямій, можна провести тільки одну, яка не перетинається з цією прямою, паралельну лінію, Лобачевський довів, що може бути простір, де таких ліній буде більше однієї. Ця система внесла докорінні зміни в уявлення про природу простору. Успіхи математики розширювали обрії для розвитку виробництва, техніки і пов’язаних з ними природничих наук.

Фізика і механіка своїми досягненням безпосередньо сприяли промисловому перевороту. Основи сучасної механіки були закладені ще Галілео Галілеєм. Він висунув ідею про відносність руху, встановив закони інерції тіл, вільного падіння і руху по похилій площині, складання рухів, першим дослідив міцність балок. Творцем так званої класичної механіки був Ісаак Ньютон, який сформулював її основні закони. Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння, висунув теорію руху небесних тіл, яка дала початок небесній механіці. Він зробив внесок у становлення й інших галузей фізики. У XVII-XVIII ст. здійснено спроби пояснити природу світла, теплоти, атмосферної електрики. Якісно новий етап у розвитку фізики настав у XIX ст. Англійський учений Майкл Фарадей відкрив і описав у 1831 р. явище електромагнітної індукції. Було розкрито зв’язок між електрикою і магнетизмом. Це дозволило створити електричні генератори і електродвигуни, що стало основою всього подальшого розвитку електротехніки. В 1841-1842 рр. німецький фізик Роберт Майєр уперше сформулював закон збереження і перетворення енергії, встановивши, що рух, теплота, електрика, магнетизм, хімічні процеси є якісно різними формами енергії, які перетворюються одна в одну при незмінних кількісних співвідношеннях. А в 1843 р. англійський фізик Джеймс Джоуль здійснив точні виміри і встановив, що певній кількості роботи відповідає точно визначена кількість теплоти. Ці наукові досягнення мали принципово важливе значення для розвитку науки, техніки та виробництва.

Хімічна наука поступово вивільнювалася з лабет середньовічної алхімії. Важливим етапом на цьому шляху стало відкриття видатним російським ученим Михайлом Васильовичем Ломоносовим закону збереження маси речовини при хімічних реакціях (1748). Цим підривалася довіра щодо домінуючої тоді флогістонної теорії, згідно з якою речовини під час горіння втрачають наявний у них флогістон - особливу невагому речовину, «горюче начало». Але остаточно звільнив хімію від флогістонної теорії і перетворив її на справжню науку лише французький хімік Антуан-Лоран Лавуазьє. В 1774 р. він довів на основі численних дослідів існування у складі повітря особливого газу - кисню, що поєднується з речовиною під час горіння. У 1789 р. Лавуазьє у загальному вигляді сформулював закон збереження маси речовини, висловлений раніше Ломоносовим як геніальний здогад. Лавуазьє визначив також 23 хімічних елементи. Пізніше англійський хімік Джон Дальтон встановив, що атоми різних речовин мають неоднакову вагу. Шведський хімік Йєнс Якоб Берцеліус у 1814-1815 рр. опублікував дані про атомну вагу 46 елементів. У подальшому було відкрито молекулярну будову хімічних речовин. Величезною подією стало відкриття російським ученим Д. Менделєєвим періодичного закону і розробка на його основі періодичної системи хімічних елементів (1869). Менделєєв показав, що при розташуванні елементів у певному порядку, який відповідає зростанню атомної ваги, виявляється періодичність їхніх властивостей.

Чарльз Дарвін

У біології шляхом спостереження й експериментів було набуто чимало знань про рослини і тварин. 1735 р. шведський учений Карл Лінней здійснив спробу класифікувати їх за родами і видами. Він відніс людину до світу тварин і зарахував до ряду приматів, що було досить сміливим кроком. Але його система була недосконалою, оскільки він виходив з ідеї про незмінність видів. У XVIII ст. висловлювалися припущення і про мінливість видів, але вони не підкріплювалися доказами. Новий період у розвитку біології розпочався в XIX ст. під впливом нових тенденцій у природознавстві й філософії, зокрема ідеї про єдність і розвиток світу. В 1839 р. німецький біолог Теодор Шванн сформулював учення про клітинну будову тварин та рослинних організмів і про подібність тваринних та рослинних клітин.

Наступним по-справжньому революційним кроком у розвитку біології стала поява теорії англійського вченого Чарльза Дарвіна про походження видів тварин шляхом їхнього поступового розвитку упродовж мільйонів років. У своїй головній праці «Походження видів» (1859) він довів, що в природі відбувається природний добір. В умовах боротьби за існування виживають найбільш пристосовані особини, а їхні корисні ознаки накопичуються, передаючись у спадок. Існуючі види походять від тих, які вже існували, що є результатом природного добору. В інших своїх працях Дарвін також показав, що породи свійських тварин і культурні сорти рослин людина не вибрала в готовому вигляді з природи, як вважали раніше, а створила шляхом штучного добору. В 1871 р. у книзі «Походження людини» Дарвін обґрунтував гіпотезу про походження людини від мавпоподібного предка.

Висновки

Промислова революція, яка розпочалася в Англії в останні десятиліття XVIII ст., стала можливою і завдяки революції в царині науки і техніки. Стрижнем її був винахід і повсюдне поширення парового двигуна. З’явилися й інші винаходи. Прискорено стали розвиватися природничі науки, передусім математика, фізика, хімія. Революційне значення мала теорія Дарвіна про походження видів.

Запитання і завдання

1. Коли було створено універсальний паровий двигун: у 1774 р., 1784 р., 1807 р.?

2. Хто збудував перший паровоз: Уатт, Фултон, Стефенсон, Мартен?

3. Назвіть винаходи Г. Бессемера і П. Мартена.

4. Як змінилося становище науки в суспільстві з кінця XVIII ст.? Чому?

5. Якою є роль І. Ньютона в становленні фізики?

6. Назвіть творця неевклідової геометрії.

7. Чому перетворення хімії на справжню науку пов’язують з іменем Лавуазьє?

8. Схарактеризуйте головні досягнення біології в XIX ст.

Запам’ятайте дати

1784 р. - створення парової машини Уатта

1807 р. - створення Фултоном першого пароплава

1859 р. - видання книги Ч. Дарвіна «Походження видів»

скачать dle 11.0фильмы бесплатно