Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общество и научно-техническое развитие. Учебное пособие для студентов вузов
.pdf
Тема 2
Методы, применяемые при изучении
истории науки и техники
Проводится краткое ознакомление с методами, применяемыми при
изучении истории техники и научно-технического развития. Сообщаются сведения о принципах моделирования различных технологий и их
сравнительном анализе.
При изучении того, как развивались наука и техника, особое
значение имеют методы сравнительного исторического и технического анализа, а также метод моделирования. Для повышения степени достоверности результатов эти методы обычно применяются
совместно. Сравнивая полученные историками сведения (данные
археологических раскопок, рисунки и чертежи, сохранившиеся в
архивах), можно воссоздать изделия прошлого и те технологии, по
которым они были сделаны.
Иногда бывает достаточно расчетов, иногда делаются модели, а
бывает, что и создаются объекты, представляющие копии древних
сооружений и механизмов. Например, только создав полноразмерную копию по проекту парашюта Леонардо да Винчи, убедились,
что этот аппарат действительно работал бы, если бы был построен
во времена жизни автора. (Остается лишь открытым вопрос, как его
смогли бы поднять на необходимую высоту.)
Данные многочисленных раскопок археологов позволяют достаточно точно выяснить численность населения того или иного древнего города или поселения и род его занятий. Практически всегда
можно даже по остаткам орудий и инструментов древних и средневековых ремесленников не только полностью воспроизвести или
реконструировать эти инструменты, но и определить их технологические возможности.
Конечно, полностью воссоздать тот или иной технологический
процесс бывает достаточно непросто. Дело в том, что с современной точки зрения многие материалы, из которых создавались те
или иные изделия в прошлом, могут оказаться слишком дорогими
(при их высоком качестве). Например, вряд ли при формовании
каждого кирпича в процессе строительства (реставрации) крепостной стены в глину будут добавлять два яичных желтка.
В настоящее время существуют не менее эффективные, но более дешевые связующие добавки, обеспечивающие те же технологические характеристики. Кроме того, существует и ряд соображений
морального свойства. Не верится, что даже самый большой энтузи-
11
аст моделирования старинных технологий, будучи психически нормальным, мог бы проводить закалку (резкое охлаждение в целях
получения высокой прочности) клинка из дамасской стали в теле
человека или животного.
Исследование старинных технологий позволяет снять налет
мистики с многих артефактов (от лат. artefactum — искусственно
сделанное, т.е. предмет изготовленный, сделанный человеком), которые достались нам от прошлого.
Еще в первой половине XIX в. выдающемуся русскому металлургу Павлу Петровичу Аносову удалось раскрыть секрет получения дамасской (булатной) стали, который, как полагали, в конце
Средних веков был утрачен. Затем технология вновь была утеряна и вновь восстановлена лишь 100 лет спустя. Сталь, которая по
химическому составу, структуре и свойствам аналогична дамасской, в наше время можно изготовить на любом предприятии,
располагающим современным металлургическим и кузнечным
оборудованием.
Благодаря успехам современной химии возможно получение таких же ярких и прочных красителей, как натуральные пурпур и индиго, но на эти разработки были потрачены десятки лет. При этом
не уничтожаются, как в древности, редкие моллюски (пурпур) и
растения (индиго). Когда-то эти краски были лишь достоянием
царственных владык, теперь же они доступны практически любому.
Эти примеры показывают, насколько непросто бывает проникнуть
в секреты древних технологий.
К сожалению, ряд популярных изданий, спекулируя на естественном интересе людей к непознанному, представляют многое из
того, что было создано в прошлом, как действие неких «высших
сил». Часто поднимается вопрос о том, что многие сооружения
древности не могли быть построены на уровне тогдашнего технологического развития. Но чем глубже изучается тот или иной конкретный случай, тем лучше мы начинаем представлять, как наши
предки смогли воплотить в жизнь конкретное техническое решение, располагая при этом минимумом сил и средств и часто опередив свое время на несколько столетий.
Своеобразный парадокс состоит в том, что привлечение для
объяснения таких технологических феноменов (явлений), как, например, знаменитая железная колонна в столице Индии Дели, помощи разного рода мистических сил или внеземного разума не
только умаляет талант людей, создавших их, но и усложняет, а не
упрощает решение исторических загадок, связанных с техникой.
Проводимые в разных странах эксперименты по моделированию образа жизни людей, живших в минувшие исторические
эпохи, привели к тому, что многие энтузиасты стали достаточно
12
большими знатоками в деле изготовления самых разнообразных
орудий и конструкций. Это и каменные топоры, и корабли викингов, и поморские ладьи (парусные лодки, на которых жители
Русского Севера доплывали от устья Северной Двины до архипелага Шпицберген), и кольчуги древнерусских ратников, и самурайские мечи.
В ходе работы как профессиональных историков и археологов,
так и участников множества исторических клубов были воссозданы многие древние технологии и технологические приемы, раскрыто множество технологических загадок. В качестве примера
можно привести эксперименты английских ученых и студентов по
моделированию установки огромных каменных плит, из которых
состоит знаменитый памятник британской древности — языческое
святилище Стоунхендж. Эти натурные опыты показали, что люди
той эпохи вполне могли, используя доступные им технические
средства, создать замечательное сооружение, представляющее одновременно и святилище, и своеобразную астрономическую обсерваторию, продолжающую поражать и людей нашего времени.
Тем не менее этот и многие другие сооружения древности (статуи острова Пасхи, рельефы на поверхности плато Наска в Перу и
многие другие) продолжают в бульварных и иногда даже научнопопулярных изданиях объявляться следствием вмешательства инопланетян, их помощи древним жителям Земли.
Сравнительный анализ позволяет проследить распространение
различных изобретений по странам и континентам, понять специфику принятия технических решений у различных народов и в разные исторические эпохи. Хорошо известно, например, что при всем
разнообразии керамических изделий способы изготовления керамики мало отличаются друг от друга, хотя и были независимо созданы
в разных местах; другие же изобретения заимствовались, совершенствуясь и творчески перерабатываясь при перемещении из одного
уголка Земли в другой.
Примером такого технического заимствования и дальнейшего
технологического развития может служить изготовление качественных сталей в Англии в начале промышленной революции. «Заимствованную технологию смогли принципиально улучшить, что привело к технологическому прорыву и сыграло нe последнюю роль в
том, что тогдашняя Англия стала «мастерской мира»».
13
Тема 3
Социальная значимость материалов
в развитии техногенной цивилизации
Даются представления о тех материалах, которые были применены
при создании первых орудии труда и предметов быта. Показывается
взаимосвязь между материалом, его конструкционным потенциалом и
возможностями общества по его применению в разные исторические
периоды.
В каждую историческую эпоху человечество неравномерно использовало различные материалы. Первоначально основой всего
был камень и изделия из него. Одновременно развивалось производство керамики (своего рода искусственный камень). Даже в тех
районах, где было изобилие древесины, человек не мог не использовать каменные орудия для ее обработки. Металл изменил жизнь
человека, хотя вытеснил камень далеко не сразу и не везде. Основной недостаток камня как конструкционного материала — большая
хрупкость. Металлы, особенно медь, которая стала первым материалом новой технологической эры, лишены этого недостатка. Конечно, изредка встречаются минералы, которые по своей структуре
и соответственно свойствам не уступают металлам. Таким примером являются некоторые разновидности нефрита, особенно те, что
встречаются в Новой Зеландии; каменный топор из него не уступает по своим характеристикам топору из дамасской стали. Однако
такие минералы крайне редки, иначе, вероятно, история человечества развивалась бы по-иному.
Металлические орудия представляли качественно новые инструменты, поскольку сочетание в них прочности и твердости делало их качественно лучше, чем каменные. Хотя долгие столетия металлическими были лишь топоры, ножи, косы и наконечники плугов, но именно характерные особенности металлов как конструкционных материалов определяли возможности людей и условия их
жизни.
Металлические орудия, дав человеку значительные возможности, потребовали от общества и социальных изменений. Орудия из
металла не могут изготовлять люди, которые занимаются одновременно земледелием или скотоводством. Кузнецы были первыми
ремесленниками, которые стали заниматься своим ремеслом, «не
отвлекаясь» на другие дела. Совершенствование этой технологии
14
вызвало и развитие других: постепенно все больше и больше профессий стало выходить на историческую сцену.
В дальнейшем оказалось, что, помимо металлов, человечеству
необходимы полимерные материалы, первоначально имевшие относительно узкое применение. С развитием автомобильного
транспорта резина на основе натурального, а затем искусственного
каучука стала материалом, без которого в настоящее время уже
нельзя обойтись. Позднее наш быт стал немыслим без полиэтилена и синтетических волокон, получаемых при переработке нефти,
угля и газа.
В конце XX в. все более необходимыми стали материалы со
свойствами, которые еще 100 лет назад казались фантастическими:
устойчивые к высоким и сверхнизким температурам, обладающие
электрической сверхпроводимостью, объединяющие в себе сразу
несколько различных свойств (современные композиционные
материалы).
Таким образом, необходимо отметить, что для каждого материала, применяемого человечеством, существует свое «историческое
время». Есть материалы, которые были важны и даже необходимы
для общества, но затем их значение для каких-либо технологий
сходит на нет, и число людей, которые связаны с этим материалом,
резко уменьшается, следовательно, падает не только технологическое, но и социальное значение этого материала. Примером этого
явления может служить вытеснение каменных орудий металлическими, замена пергамента бумагой, вытеснение древесины как основного материала для строительства кораблей, а затем и самолетов. (Недаром первые самолеты называли «этажерками»; деревянные самолеты строили еще во время Второй мировой войны.)
Человек всегда начинает создавать любые необходимые ему
орудия, используя тот материал, который находится у него «под
рукой». Все усилия его интеллекта оказываются направленными на
то, чтобы «выжать» из материала максимум возможностей. Для
этого идут на изменение конструкции (самый простой пример: если
вам надо построить бревенчатый дом длиной 10 метров, а у вас есть
бревна с максимальной длиной 6 метров, то придется или поставить промежуточную стену, или суметь «срастить» бревна, что
неминуемо приведет к утрате ими технологических свойств, в
данном случае потере прочности).
Когда возможности материала оказываются исчерпаны (нужен
более прочный, более устойчивый к высокой температуре или холоду, более легкий или более упругий), начинаются поиски и создание такого материала. Однако за время работы со «старым» материалом многие люди вместе именно с этим материалом и теми технологическими процессами, которые с ним связаны, нашли свое
15
место в определенной социальной структуре общества. Но в период
модернизации общества для таких людей может возникнуть множество проблем, связанных с переквалификацией, а иногда и полной
сменой деятельности. Примером может служить ликвидация производства многих материалов (строевой лес, парусина, пенька) при
переходе от строительства парусных судов к паровым, хотя само
кораблестроение, разумеется, не исчезло, а продолжало развиваться.
История знает достаточно много случаев, когда тот или иной материал оставался какое-то время невостребованным и не находил
применения. Например, каучук долгое время не считался важным
сырьем. Лишь развитие автомобильной промышленности и открытие процесса вулканизации резины вывели его в ряд материалов,
определяющих уровень развития государств.
Алюминий долгое время считался металлом, стоимость которого
была сравнима со стоимостью молота. Но сочетание ценных
свойств с большой распространенностью этого элемента в природе
привело к тому, что интеллектуальный потенциал множества людей
был брошен на создание относительно дешевого процесса его
получения, который и был разработан за относительно короткое
время.
16
Раздел 2
Технологии и материалы —
влияние на развитие общества
Основное внимание при изучении этого раздела уделяется конкретным историческим подробностям, связанным с теми или
иными техническими достижениями, тем изменениям, которые
они вносили в социальную жизнь людей. Для каждой исторической эпохи сама возможность существования человека определялась различными технологиями, которые он применял как для добывания пищи (охота, земледелие, рыболовство, скотоводство),
так и для обеспечения минимально комфортных условий существования (строительство жилищ, изготовление одежды и предметов
бытового назначения).
Каждая из этих технологических областей имела в конкретную
историческую эпоху свою специфику и особенности развития в том
или ином регионе. Невозможность развития какой-либо технологии, связанной с удовлетворением потребности в продуктах питания, вела к деградации общества и даже к его гибели (исчезновение
животных, являвшихся объектом промысла, резкое уменьшение
плодородия посевных земель и т.д.). Человек был вынужден, для
того чтобы сохраниться как биологический вид, либо переходить к
новому (например, переход от охоты к земледелию), либо совершенствовать уже известное (например, создать технологию внесения в обрабатываемую почву удобрений).
Для того чтобы улучшать любую из перечисленных технологий,
человек должен был совершенствовать свои орудия труда, изобретая
все новые конструкции (начиная с орудий охоты) и постоянно
расширяя диапазон используемых материалов (увеличивая тем
самым возможности создаваемых орудий).
Стали создаваться предметы из искусственных материалов,
которые не встречаются в природе (керамика, бронза, стекло,
железо).
17
Постепенно в человеческом сообществе стали выделяться люди,
занятые изготовлением тех или иных вещей и не участвовавшие непосредственно в производстве продуктов питания. Это знаменовало
новый этап в жизни человечества — появление ремесла. Развиваясь,
ремесло наряду с торговлей стало причиной изменения социальной
структуры общества. Одним из следствий такого развития оказалась
потребность в специалистах в той или иной технологии. В Средние
века мы уже можем наблюдать весьма развитую систему подготовки
таких мастеров в рамках цеховой системы производства (ученик —
подмастерье — мастер).
В эпоху промышленной революции стала постепенно совершенствоваться система технического образования, состояние которой
во многом определяет достижения всех ведущих современных государств.
Ниже последовательно рассматриваются темы, соответствующие
наиболее узловым моментам в том процессе взаимовлияния развития общества и совершенствования орудий труда и материалов, который, начавшись в древности, продолжается и сегодня.
Тема 4
Древнейшие изобретения и их влияние
на жизнь первобытного человека
Тема 4.1. Технологии и материалы каменного века
Рассматриваются древнейшие технические изобретения, которые качественно изменили жизнь первобытного человека и положили начало
технологическому развитию, а также соотношение индивидуального и
коллективного в древних технологиях.
Первобытные технологии возникают вследствие стремления человека улучшить свое существование (отойти от грани выживания).
Человек, начав делать первые орудия труда, не просто использовал
те материалы, которые были у него под рукой: древесину и камень.
Он стал преобразовывать их таким образом, чтобы случайно найденные положительные признаки, например способность камня,
расколовшегося наискось от удара, резать, рубить и даже копать,
закреплялись при изготовлении нового изделия, аналогичного
прежнему.
18
Таким образом, в результате отработки последовательных действий в целях достижения заранее намеченного результата появилась
одна из первых технологий — технология изготовления каменного
рубила. В дальнейшем эти технологии усложнялись, и каменный
топор эпохи неолита (нового каменного века) выглядит, по сравнению с рубилом эпохи палеолита (древнего каменного века), аналогично тому, как современный самолет «Аэробус» рядом с первыми
аэропланами, поднявшимися в воздух в начале XX в.
Камень был тем универсальным материалом, на котором люди
древности «отточили» целый ряд технологических приемов обработки, которые мы сейчас объединяем термином «обработка резанием». Именно при обработке камня возникли технологии сверления, пиления, а затем и шлифования. Термин «обработка резанием»
показывает, что при воздействии на материал происходит срезание
больших или меньших частиц. Первоначально человек освоил рубку
каменным топором.
Эксперименты, проведенные археологами и участниками исторических клубов, показывают, что после месячной тренировки
обычный человек способен каменным топором срубить дерево за
2 часа, в то время как стальным он срубит такой же ствол за
10 минут. Из этого следует, что этот каменный топор был вытеснен металлическим вполне естественно, как вполне понятно и то,
что при отсутствии металла он был незаменим и человек десятки
тысяч лет улучшал его конструкцию, доведя ее практически до совершенства.
В дальнейшем были освоены процессы пиления и сверления
камня, при этом пиление кремниевой пилой было еще более трудоемким процессом, чем рубка каменным топором, однако стало возможным аккуратно распиливать дерево и кость. При распиливании
камня делали только надпил, а затем камень раскалывали с помощью деревянной колотушки. Под кремниевые зубья пилы
подсыпали мокрый кварцевый песок.
Тот же принцип стал использоваться при сверлении. Первоначально было освоено сверление мягких материалов (древесина,
кость), а затем и камня. При этом цельное сверло (наконечник копья) стало заменяться полым (кость, заточенная бамбуковая палка),
в которую подсыпался все тот же мокрый песок, выполнявший
роль абразива.
К концу каменного века появились своеобразные «сверлильные
станки», а вращение сверла осуществлялось за счет возвратнопоступательных движений прикрепленной к сверлу тетивы лука,
который дополнительно подвергался воздействию специального
утяжелителя. Последней технологией, обеспечивающей придание
изделию необходимой формы, стало шлифование. В тех местах, где
19
общество развивалось без металла, искусство полирования поднялось до создания каменных зеркал из базальта (Гавайские острова)
и вулканического стекла — обсидиана (Америка до ее колонизации
Испанией).
Человеческий интеллект смог при минимуме возможностей создать из подручных материалов не просто орудия, облегчающие добывание пищи. Как показывают современные исследования, подобные вещи присущи и наиболее развитым животным.
Принципиальное же отличие человека от животного состоит в
том, что, используя созданные им орудия, он может создавать новые орудия труда. Его способности к абстрактному мышлению стали резко возрастать и развиваться, что не могло не повлиять как на
развитие человека, так и на развитие всего общества.
При возникновении первых технологий особое значение имело
то обстоятельство, что приемы работы, которые открывал для себя
один из членов группы первобытных людей, усваивались остальными, а затем, постепенно совершенствуясь, передавались из поколения в поколение.
Тема 4.2. Социальные изменения, происходившие
в древности, связанные с техникой
Показывается, как при внедрении новых технологий изменялись
жизненный уклад и социальная структура общеcmва.
Хотя изначально все люди первобытного племени выполняли
одинаковые функции (исключение — возрастные различия), достаточно быстро выяснилось, что кто-то делает орудия труда лучше, а
кто-то хуже. Поскольку использование более совершенных орудий
позволяло получать дополнительный (прибавочный) продукт, то
общество (племя) оказалось заинтересованным в специализации.
Это значит, что люди, обладавшие какими-либо дополнительными
умениями, стали освобождаться от других работ и практически
полностью переключаться на изготовление тех или иных орудий
(оружие или шитье одежды, особенно ритуальной) и занятие другими древними технологиями.
Тогда же возникает проблема передачи знаний, в том числе и
технологических.
Разделение труда шло одновременно по нескольким направлением.
Во-первых, это разделение на «мужские» и «женские» работы.
Кавычки здесь поставлены не случайно. Ряд профессий в зависимости от того, какие технологии и оборудование применяются, могут из профессий мужских превратиться в женские, а бывает и наоборот.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]