Изобретение часов и мельницы. Теория машин

Книгопечатание, изобретение бумаги

Изобретение книгопечатания стоит в одном ряду с такими историческими достижениями человечества, как изобретение колеса и письменности. Книгопечатание сыг­рало кардинальную роль в развитии средневековой тех­ники, науки и культуры, сделав накопленные веками разными народами знания общедоступными.

Книгопечатанию предшествовало изобретение бумаги.

Изобретателем бумаги был китаец Чай Лунь (ок. IIв.). Начатое производство бумаги в Китае получило затем распространение в Средней Азии, Корее, Японии, Индии и других странах Востока. В Европе бумага появилась в XI—XIIвв. Вскоре она полностью заменила пергамент, на котором раньше писались книги и документы.

Первые книги появились в Японии и Китае в VI в. На пластинках из дерева, глины и слоновой кости вырезали иероглифы или картинки и покрывали их тушью.

Затем такую пластинку прижимали к листу бумаги и на "ней появлялся отпечаток. В XI в. в Китае были изобре­тены подвижные литеры с отдельными буквами или сло­гами, которые можно было набирать в строчки.

Первое печатание книг в Западной Европе относит­ся к концу XIV - началу XV вв. Изобретателем печати с подвижных наборных литер стал немецкий мастер Иоганн Гутенберг (1400—1468). Он изготовил с помощью ручного литейного станка более ста совершенно одинаковых взаимозаменяемых металлических литер из сплава свинца, олова, сурьмы и висмута. В 1450 г. в городе Майнце он начал печатать Библию на 1286 страницах (т.н. 42-строч­ная Библия). Чтобы получить качество, не уступающее рукописным образцам Библии, Гутенберг отлил 299 ли­тер и знаков. В результате была придумана дешевая, точная и быстрая система изготовления литер, позволя­ющая набирать текст крупными фрагментами. Такой спо­соб печати быстро распространился по Европе, способ­ствуя распространению светской образованности.

Для печатания были созданы специальные печатные станки, представляющие собой ручной пресс с двумя горизонтальными плоскостями: на одной устанавливался матриценаборным шрифтом, к другой прижималась бума­га. Предварительно матрица покрывалась смесью сажи и льняного масла. Такой станок позволял изготовить до 100 отпечатков в час. С 1440 по 1500 г. этим способом было напечатано свыше 30 тысяч наименований книг. Тираж каждой книги достигал примерно 300 экземпляров. Такие книги получили название "инкунабул".

Изобретения очков, компаса. Развитие мореплавания

Первые очки появились в XIII в. в Италии, где в то время производилось очень хорошее стекло. Гениальная мысль соединить две линзы с помощью оправы пришла, согласно легенде, в 1285 году стеклянному мастеру Скальвино Армати из Флоренции. Он же наладил первое про­изводство очков. Потребность в очках вызвала развитие стекольного дела.

В XIV-XV вв. стекольно-шлифовальное дело начинает быстро развиваться в Голландии. Производство оч­ков подготовили изобретение подзорной трубы, микро­скопа и привели к созданию теоретических основ опти­ки. Это, в свою очередь, дало качественно новые сред­ства науке, позволив сконструировать принципиально новые приборы для исследований.

Явление магнетизма было известно еще в древнем Китае. В летописи III в. до н.э. китайский философ ХэньФэй-цзы описывал устройство современного ему компа­са. До наших дней сохранилась медная с делениями пла­стинка со стрелкой из природного магнитного железняка, отшлифованного в виде ложечки. Своей выгнутой поверх­ностью стрелка прикасалась к дощечке, а черенком ука­зывала точно на юг.

Вначале компас представлял собой намагниченную иголку, укрепленную на пробке, которая плавала в сосу­де с водой. В середине XIVв. в магнитную стрелку стали помещать на острие в середине бумажного круга-картуши, разделенного на 16 частей (румбов). Конструкция компаса постоянно совершенствовалась, скоро он стал глав­ным навигационным прибором.

Компас, подзорная труба, а также выросшая техника "морского дела" дали новый толчок развитию путешествий, торговли, научных знаний, позволили сделать XV и XVI вв. эпохой великих географических открытий."

Мануфактура. Дифференциация инструментов труда. Гидравлический двигатель

Начиная с XVI века происходит укрупнение цехо­вого производства посредством кооперации цехов в ма­нуфактуры (от лат. manus - "рука" и factura - "изготов­ление"). Оно позволило провести еще большее разделе­ние труда внутри предприятия. Это дало значительный рост производительности труда, при использовании тех же простых орудий производства обеспечило, а вместе с ней рост заработка рабочих, и уменьшение себестоимо­сти изделий. В XVIII в. небольшая мануфактура, произ­водящая иголки, в которой было занято всего 10 рабо­чих, при разделении труда производила в день 48 тыс. иголок, т.е. на одного рабочего приходилось 4,8 тыс. иго­лок. Один же ремесленник, выполняя все операции про­цесса производства иголок (до 92 операций), мог изго­товить в день не больше 20 иголок.

Сужение видов деятельности каждого рабочего внутри мануфактуры до одной или нескольких операций при­вела к появлению специализированных орудий труда, наиболее полно отвечающих требованиям тех или иных операций. Так, например, на английских железоделатель­ных мануфактурах XVIII в. применялось свыше 500 мо­лотков разнообразной формы, причем каждым из них производилась только одна операция.

Возникновение мануфактур относят к XIVв. Впервые они появились в Италии. В конце XV - начале XVI вв. они стали создаваться в Германии, Англии, Нидерлан­дах, Франции. В XVI—XVIII вв. суконные, шелковые, оружейные, стекольные и др. мануфактуры распростра­нились во всех европейских странах.

С развитием мануфактур производственные процес­сы требовали большого количества людей, больших зат­рат энергии, были подготовлены необходимые условия для перехода к машинному производству.

Изобретение часов и мельницы. Теория машин

Еще среди античных текстов встречаются сочине­ния механиков древности, в которых они пространно рас­суждали о том, как машина может заменить живую силу. Примером может служить трактат "Театр автоматов" Герона Александрийского, в котором автор подробно опи­сывал храмовые и театральные механизмы, позволявшие создавать поразительные эффекты сочетания живых ак­теров и машин.

Значительное развитие теория машин получила в Римской империи. В "Десяти книгах об архитектуре" Марка Витрувия последняя книга посвящена специально машинам. Здесь дано первое понятие машины, как "со­четание соединенных вместе деревянных частей, облада­ющее огромными силами для передвижения тяжестей". Современные исследователи отмечают, что в течение более полутора тысячи лет, с античности до эпохи Возрожде­ния, принципы создания машин практически не изменя­лись. Такие машины изготавливали преимущественно из дерева (металлические детали были крайне редки), и ис­пользовались они для экономии физического труда и вов­лечения в работу мощных сил природы, превосходящих силу человека и животных. Это были различные подъем­ные приспособления, мельницы, прядильные механизмы.

В ХII-ХIII веках начался принципиально новый этап изобретательства - создание многофункциональных ме­ханизмов с заменой отдельных частей машин другими для выполнения новых работ. Классический пример -эволюция мельниц: с помощью специальных устройств на традиционной мукомольной мельнице стало возмож­ным валять сукно, делать бумагу, обрабатывать металл, пилить дерево.

В это время создаются рисунки фантастических ме­ханизмов, включая перпетуум-мобиле, сопровождаемые краткими комментариями, как, например, в альбоме пер­вой половины XIII века Виллара де Оннекура из Пикар­дии. Естествоиспытатели и философы стали описывать возможные, чисто дизайнерские образцы техники буду­щего.

Кардинальную роль в развитии техники в XVII в., и в особенности в XVIII в., сыграли часы и мельница, изобретение которых стало материальной основой для перехода к машинной индустрии.

"Часы - это первый автомат, употребленный для практических целей. На их основе развилась вся теория, производства равномерных движений" (К.Маркс)

Еще в древности, примерно за 3000 лет до н.э., в Египте, Индии, Китае пользовались для измерения вре­мени солнечными часами. Для измерения небольшого про­межутка времени в древности использовали песочные или водяные часы, в которых время измерялось перетекаю­щим содержимым из одного сосуда в другой. В XIII в. появились механические часы башенного типа с одной стрелкой. Эти первые механические часы приводились в движение грузом, подвешенным на канате к барабану. В конце XV в. были изобретены пружинные переносные часы, приводившиеся в движение свернутой упругой пружиной. Однако все эти часы давали весьма приблизительные показания времени. Полный пе­реворот в этой области был произведен лишь в XVII в. выдающимся голландским механиком, физиком и мате­матиком Христианом Гюйгенсом (1629—1695). Гюйгенс впервые в 1657 г. применил в качестве регулятора в стационарных часах маятник, а в переносных часах — упругую спираль. Для регулятора хода часов с упругой спиралью он применил балансир, т.е. изобрел специаль­ный спуск для передачи маятнику и пружинам импуль­сов. Свое изобретение Гюйгенс описал в небольшой ра­боте "Маятниковые часы". Эта книжка вошла в историю науки как пример сочетания теории с конструктивным решением проблем.

Второй материальной основой для создания машин­ного производства являлись мельницы, в которых был заложен принцип использования внешних сил, и рука человека с предметом труда во время его обработки не соприкасалась. Уже в рабовладельческом обществе ору­дия размола зерна стали приводиться в движение водя­ными колесами. Примерно в X в. в Западной Европе появились ветряные мельницы.

Изобретение, а затем широкое применение механи­ческих часов, с одной стороны, позволило изучить рав­номерное движение, а с другой - натолкнуло на мысль применить принцип автоматизма для производственных целей. Развитие мельниц способствовало тому, что прин­цип освобождения руки человека от соприкосновения с предметом труда был перенесен на другие трудовые процессы. Таким образом, были созданы необходимые условия для перехода к машинной индустрии.

Машинная техника мануфактурного периода пред­ставляла собой орудия труда, приводимые в действие силами природы. Основным двигателем становится водя­ное (гидравлическое) колесо. Все механизмы, которые раньше приводились в действие вручную или силой животных, начинают приводиться в движение при помо­щи гидравлического колеса.

Применение машин в мануфактурный период на­талкивалось на мощное сопротивление наемных рабочих и ремесленников. Первые видели в машинах главную причину своего тяжелого материального положения. Ло­мая машины, они рассчитывали сохранить свое прежнее рабочее место и прежний заработок. Ремесленники виде­ли в машинах своего главного конкурента, ведущего к их разорению. Играя большую роль в хозяйственной жизни многих европейских стран, цеховые объединения ремес­ленников добивались специальных законов, ограничивав­ших и даже запрещавших внедрение машин.

Характерным примером является внедрение ленточ­ной машины в текстильном производстве, изобретателя которой подвергли пожизненному тюремному заключе­нию. В Голландии законами, принятыми в 1623, 1639 и 1648 гг., применение ленточного станка и пользование всеми предметами, вырабатываемыми на этом станке, было категорически запрещено. Аналогичные законы были приняты в Германии и в других странах. Однако, не­смотря на запреты, ленточная машина, заменяющая труд 18-20 рабочих, внедрялась в производство, так как по­зволяла значительно поднять производительность труда, улучшить качество продукции и во много раз сократить ее стоимость. В середине XVIII в. в ряде стран были не только отменены все законы, запрещавшие применение ленточной машины, но даже назначены премии за ее установку.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: