- •1. Техносфера в аграрном обществе
- •1.1. Техносфера
- •1.2. Орудия труда
- •1.3. Простые механизмы
- •1.4. Неолитическая революция
- •1.5. Энергия ветра и воды, ее применение в технике
- •1.6. Инновации
- •2. Техносфера в индустриальном обществе
- •2.1. Культура и техника Нового времени
- •2.2. Развитие металлургии и горнодобывающей промышленности: шахты и прииски
- •2.3. Уголь как источник механической энергии
- •2.4. Моторизация техники: паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания
- •2.5. Урбанизация и технизация: промышленные города XIX–XX вв.
- •3. Техносфера в постиндустриальном обществе
- •3.1. Современная техника и природа: эффективность, безопасность и экологичность
- •3.2. Средства массовой информации
- •3.3. Виртуальное информационное пространство и искусственный интеллект
- •3.4. Технизация человека
- •3.5. «Умная» среда, создаваемая человеком
- •1. Требования к выполнению самостоятельной работы
- •2. Перечень вопросов для самостоятельного изучения
- •3. Перечень вопросов для подготовки и сдачи зачета
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •Список рекомендуемой литературы
ской утопии Нового времени: социальное благоденствие почти всегда рассматривается как результат научных открытий и механизации труда.
Другим значимым вектором европейской духовной культуры XVII в. является гедонистическое отрицание сакральной незыблемости моральных норм и подчиненного положения человека перед Богом. XVII в. характеризовался также иррациональностью и расточительным гедонизмом. Это нашло отражение в том числе в архитектуре того времени. Л. Мамфорд писал, что «самые мощные гидравлические насосы XVII столетия применялись в фонтанах садов Версаля. Паровой насос Фишера фон Эрлаха, впервые использованный в Австрии, применялся не в шахтах, а в садах дворца Бельведер в Вене».
Устройством, предзнаменовавшим наступление новой, индустриальной эпохи в Европе, по праву можно считать часы. В каждое столетие совершенствование часового механизма, увеличение точности измерения времени отражало нарастание темпов технизации. Изначально, в эпоху Средневековья, именно часовые мастера занимались изготовлением деталей для станков. Некоторые детали часовых механизмов использовались при создании первых прядильных станков. В сущности, часовое дело положило начало развитию механики и инженерии в XIX в.
В Европе XVIII в. были распространены автоматоны — подвижные механизмы, имитирующие формы живой природы: людей, животных. П. Жаке-Дроз, Ж. Вокансон обрели известность не только как часовые мастера, но и как создатели автоматонов. В Японии были распространены сложноустроенные механические куклы каракури-нингё. В эпоху Эдо принцип, лежащий в основе конструирования кукол, активно использовался также при создании автоматического механизма для смены декораций в театре кабуки. Механизмы, обеспечивающие движения куклы, были тщательно спрятаны от глаз наблюдателя, что создавало эффект чуда и загадки. Сама же кукла весьма искусно имитировала человеческий облик.
«Каракури» означает устройство, в котором для перемещения объектов используются силы, описываемые естественными законами физики и механики — сила тяжести, инерция и пр.
Антропоцентризм и антропологизм Нового времени обусловили дальнейшее развитие культуры в XIX в. В индустриальном обществе были продолжены и развиты тенденции, берущие начало в XVII–XVIII вв. Техническое и социально-экономическое развитие предопределило бурный демографический рост, активную урбанизацию, формирование системы массового образования и повышение уровня жизни представителей среднего и высшего социальных классов. Но этот прогресс имел свою цену, а именно: загрязнение окружающей среды, обострение социальной напряженности и межклассового противостояния в обществе.
Подумайте, в чем заключается связь между индустриализацией и социально-поли- тическим развитием? Каковы основные отрасли промышленности, наиболее активно повлиявшие на процесс индустриализации в XIX в.?
2.2. Развитие металлургии и горнодобывающей промышленности: шахты и прииски
Вплоть до XV в. добыча полезных ископаемых в европейских странах не считалась достойным занятием: большинство людей, работавших в рудниках, были рабами или отбывающими наказание преступниками. Тяжелый, изнуряющий и примитивный труд не был облегчен техническими изобретениями и был малоэффективен. В эпоху Воз-
16
рождения инженерное дело начинает восприниматься в обществе совершенно иначе: инженер и архитектор теперь уже не ремесленники, а вдохновенные творцы и художники. В результате этого во второй половине XV в. произошел переворот в используемых технологиях, что позволило увеличить производительность труда во много раз. Шахты рыли глубже, выработка стала производиться по штрекам. Дренаж почвы и переработка шлаков сделали работу более эффективной.
Являясь, по сути, первым материалом полностью неорганической природы, произведенным человеком, металл знаменовал новую ступень отделения человека от природы. Сравнивая культурно-семиотическое значение таких материалов, как камень, металл и дерево, Мамфорд отмечает, что дерево было самым близким к природе естественным материалом, обладающим органической структурой, и что камень также был заимствован человеком из природной среды, хотя и проходил обработку. Руда же после добычи подвергалась самой интенсивной переработке: переплавке и очистке от посторонних примесей, созданию искусственных металлических сплавов. Железо, хотя и является более долговечным материалом, чем дерево, требует постоянного ухода и использования человеком. Таким образом, повсеместное внедрение железа предполагало организацию постоянной работы, непрерывного производства: станки и механизмы на фабриках не могли долго стоять без дела.
ВИталии с конца XVI в. распространилось строительство железных мостов. В первой половине XIX в. началось строительство кораблей и поездов из железа. Железо стало повсеместно применяться и в повседневной жизни людей, в их гардеробе: вошли в обиход стальные пружины для манжет и воротника в мужском костюме, железные стержни заменили китовый ус в женских корсетах.
Железнодорожный транспорт развивался во многом благодаря формированию инфраструктуры шахт: система рельсового сообщения в шахтах позволяла легко перевозить грузы. Деревянные рельсы в шахтах были со временем заменены железными и чугунными.
Большое значение для развития фабричного производства имело распространение конвейера в производственном процессе.
Конвейер — это устройство для непрерывной транспортировки грузов. Прототипы конвейера можно встретить еще в Древнем мире (в Египте, Месопотамии).
ВXVI в. в Европе были предприняты первые попытки использования винтовых и скребковых конвейеров на различных производствах, но лишь в начале XX в. был изобретен и внедрен на производстве сборочный конвейер. Наиболее известной фабрикой, где использовался конвейер для поточного производства автомобилей, был завод
Г.Форда. Фабрика, по словам Э. Тоффлера, стала настоящим «храмом» индустриальной цивилизации.
По сравнению с ремесленным производством, машинное производство оказывало принципиально иное воздействие на сознание человека и общество в целом. Ремесленное производство всегда было нацелено на локальный, местный рынок. Каждый производимый товар отличался от других в силу того, что являлся результатом ручного труда. Особенности воздействия машинного производства на человека были описаны К. Марксом в его концепции отчуждения труда. Не имея прямого отношения к продукту своего труда и не ощущая личного вклада в его создание, рабочий отчуждался от него, от трудового процесса и, как следствие, от социума и от самого себя. Машинное производство XIX в. не допускало возможности творческой реализации в процессе трудовой деятельности.
17
Процессы механизации и технизации среды, развития инженерии и машиностроения в Новое время были связаны с решением задач изобретения, совершенствования и производства, прежде всего, оружия: артиллерии, броневого и танкового вооружения, военной авиации. По мнению Л. Мамфорда, развитие горнодобывающей и металлургической промышленности, кузнечного дела изначально определялось милитаристскими, агрессивно-захватническими действиями.
Металлургия влияла на все сферы жизни людей и была неразрывно связана с химической промышленностью, добычей полезных ископаемых, инженерией и многими другими отраслями промышленности и науки. Попробуйте определить, как именно развитие металлургической и горнодобывающей промышленности повлияло на производственные процессы, оборонную промышленность, быт людей?
2.3. Уголь как источник механической энергии
Одной из главных проблем развития промышленности являлась необходимость производства огромного количества энергии. Поэтому активное развитие промышленности в XVIII в. было во многом связано с распространением угля в качестве источника механической энергии. Изобретение парового двигателя, новых методов выплавки и переработки металла увеличили спрос на древесный и каменный уголь. Преимущество угля как топлива перед древесиной состоит, прежде всего, в компактности и более высокой энергоемкости. Для угля характерны более высокие температуры горения и меньшее количество выделяемого дыма по сравнению с древесиной. Уголь применялся в самых различных сферах производства с древних времен: упоминания об этом материале можно найти у древнегреческих историков, а в Древнем Китае это топливо использовалось при производстве фарфора. Именно уголь (древесный и каменный) в качестве топлива использовался в кузнечном деле, производстве стекла, кирпича и керамики, мыловаренном, пивоваренном, сахарном производствах и других, предполагающих процессы дистилляции и варки. Если на Руси долгое время преобладало использование древесного угля, то в Европе ископаемый уголь начали добывать еще в XIII в. Так, в 1234 г. в Ньюкасле был издан указ, разрешающий свободным людям добычу угля. К XVIII–XIX вв. объемы добычи и потребления угля возросли в сотни раз. В середине XVIII в. в Англии была освоена технология выплавки чугуна — сплава железа и углерода, что еще больше увеличило спрос на уголь.
Уголь начали перерабатывать и использовать для производства других видов углеводородного топлива, например каменноугольного газа. С начала XIX в. распространение газовых фонарей, изобретенных и введенных в обиход У. Мердоком (1754–1839), привело к многократному увеличению объемов производства каменноугольного (коксового) газа.
Воздействие «каменноугольного» капитализма на общественное сознание включало в себя укрепление эксплуататорского отношения к природе, пренебрежение гармоничными и сбалансированными формами производства и потребления, ожидание быстрой прибыли и результатов от собственной деятельности. При этом большое количество производственных отходов становилось неотъемлемой частью среды обитания человека.
Определите, какие источники энергии и виды топлива использовались в аграрном и индустриальном обществе. Сравните виды топлива, использовавшиеся в этих обществах по критериям энергоэффективности, экологичности и трудоемкости производства.
18
2.4. Моторизация техники: паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания
Обратите внимание на тот факт, что увеличение объемов добычи каменного угля, развитие горнодобывающей и металлургической промышленности напрямую были связаны с изобретением и распространением парового двигателя, коренным образом повлиявшего на начало и ход промышленной революции в Европе.
Паровой двигатель — это тепловой двигатель внешнего сгорания, т.е. устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую энергию, в котором процесс сгорания топлива вынесен за пределы рабочего тела.
Первые попытки создания теплового двигателя внешнего сгорания относятся еще к XVII в., когда французский физик Д. Папен сконструировал машину, представлявшую собой цилиндр с поршнем, который поднимался под действием пара и опускался под давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. Затем этот механизм был применен в вакуумных паровых насосах, использовавшихся при добыче руды
вшахтах. Позже это устройство было задействовано в мельницах, пароходах и паровозах.
Д.Уатт внес существенные усовершенствования в конструкцию паровых насосов. Он изначально ставил перед собой цель изобрести универсальный генератор энергии, который можно было бы использовать для всех видов транспорта, во всяком производстве. Для увеличения КПД устройства Уатт конструирует изолированную камеру для конденсации пара и закрытый рабочий цилиндр. В вакуумных насосах с открытым цилиндром процесс конденсации происходил непосредственно в открытом рабочем цилиндре, поэтому огромное количество энергии тратилось на поддержание процесса охлаждения и повторного нагревания рабочего цилиндра. В паровой машине Уатта этого удалось избежать, поскольку в рабочем цилиндре всегда находился пар низкого давления.
Другим важнейшим усовершенствованием Уатта стало создание паровой машины двойного действия, в которой пар поочередно подавался в обе стороны рабочего цилиндра, а отработанный пар при этом выходил с другой стороны цилиндра. Машины двойного действия были в два раза эффективнее, чем машины прежней конструкции, где пар подавался лишь с одной стороны рабочего цилиндра.
Несмотря на революционность самого изобретения, паровой двигатель изначально был эффективен только на десять процентов от потенциальной мощности: девяносто процентов тепловой энергии, создаваемой путем сжигания топлива, уходило в атмосферу. Многочисленные усовершенствования существенно повысили производительность этого устройства, но не сделали его безопасным для окружающей среды. Энергетические установки на фабриках индустриальной эпохи сочетали в себе ту же низкую эффективность с усиленным загрязнением воздуха. Небо крупных промышленных городов XIX в. было затянуто плотной пеленой смога, исходящего от заводских труб.
Паровой двигатель Уатта отличался громоздкими размерами за счет устройств внешнего сгорания: котлы, конденсаторы, испарители, теплообменники, тендеры, насосы, водяные резервуары. Идея создания двигателя, в котором процессы сгорания топлива перенесены во внутренний резервуар, появилась еще в XVII в. Нидерландский учёный Х. Гюйгенс в 1678 г. предложил идею подобного двигателя. В качестве топлива он предлагал использовать порох. В 1791 г. была изобретена газовая турбина, а в 1801 г. был создан газовый двигатель. В 1807 г. был создан первый поршневой двигатель, в 1880–1890-е — первые двигатели на жидком дизельном и бензиновом топливе. Главная причина подобного «отставания» развития двигателя внутреннего сгорания (ДВС),
всравнении с паровыми машинами, заключалась в отсутствии подходящего горючего.
19
