/
Author: Зворыкин А.А. Осьмова Н.И. Чернышев В.И. Шухардин С.В.
Tags: научные открытия изобретения история техники
Year: 1962
Text
АКАДЕМИЯ НАУЕ СССР
ИНСТИТУТ ИСТОРИИ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И ТЕХНИКИ
Л Л.ЗВОРЫКИН, Н И ОСЬМОВД
В ИЧЕРНЫШЕВ С В ШУХЛРДИН
п
ЗДЛТЕ/1 ЬСТВО
СО Ц И Я /I ЬНО
экономической
/1 И ТЕ РЛ Ту Р Ы
Москва моб2
ЧАСТИ КНИГИ НАПИСАЛИ:
Вступление — доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин.
Часть I. Техника докапиталистических способов
производства— кандидат технических наук С. В. Шухардин.
Часть II. Техника в период победы и утверждения
капитализма— доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин,
научный сотрудник Н. И. Осьмова, кандидат
технических наук С. В. Шухардин.
Часть III. Техника в период монополистического
капитализма — доктор эконом, наук проф. А. А. Зворыкин,
научный сотрудник Н. И. Осьмова.
Часть IV. Техника после Великой Октябрьской социалистической
революции — доктор эконом, наук проф. А. А.
Зворыкин, кандидат технических наук В. И. Чернышев.
Ответственный редактор
кандидат экономических наук
Ю. К. М И Л ОН О В
ПРЕДИСЛОВИЕ
U
¦ la протяжении тысячелетий бесчисленное количество поколе-
¦I Ш ний постепенно, шаг за шагом подчиняло силы природы,
осваивало обширные земные и водные просторы, создавало орудия и
средства для производства материальных благ. Безыменные изобретатели
каменных орудий, лука и стрел первобытной эпохи, строители
величественных сооружений древности, ремесленники и ученые средневековья *
творцы первых рабочих машин периода промышленной революции,
деятели науки и техники прошлого и особенно настоящего столетия
кропотливо и напряженно изучали явления и законы природы и на их основе
создавали все новые и новые технические средства.
В великих открытиях и завоеваниях современной науки и техники
есть доля труда народов всех стран мира: и русского механика И. Кули-
бина, и чешского изобретателя И. Божека, и первого русского
теплотехника И. Ползунова, и создателя паровой машины англичанина Д. Уатта.
Китайский кузнец Би Шэн, среднеазиатский ученый Ибн-Сина,
итальянский ученый Г. Галилей, поляк Н. Коперник, белорус Г. Скорина,
французский мыслитель Р. Декарт, русский М. Ломоносов, американцы
В. Франклин и Т. Эдисон, немец Р. Майер, англичанин М. Фарадей,
швед И. Берцелиус и многие другие внесли неоценимый вклад в
мировую сокровищницу науки, техники и культуры.
Мы гордимся тем, что в первом ряду ученых, которые своими трудами
создавали научно-технические предпосылки для полета человека в
космос, стоят имена русского ученого-революционера Н. Кибальчича, моряка
А. Можайского, ученого-мечтателя, теоретика космических полетов
К. Циолковского, Д. Менделеева, Н. Жуковского.
Отдавая должное ученым, инженерам и изобретателям прошлого г
мы особо выделяем для развития науки и техники период, связанный
с победой новых, социалистических отношений. В октябре 1917 г.
трудящиеся России под руководством Владимира Ильича Ленина, партии
коммунистов совершили величайшую революцию, положившую начало
новой эры в истории человечества. Советский народ, преодолевая все
трудности, построил социалистическое общество и вступил в период
развернутого строительства коммунизма. Тем самым открылись
исключительные возможности для развития науки и техники, для того, чтобы
наука и техника служили человеку.
«Раньше,— писал В. И. Ленин,— вес;ь человеческий ум, весь его
гений творил только для того, чтобы дать одним все блага техники и
культуры, а других лишить самого необходимого — просвещения и развития.
5
Теперь же все чудеса техники, все завоевания культуры станут
общенародным достоянием, и отныне никогда человеческий ум и гений не будут
обращены в средства насилия, в средства эксплуатации»1. Свидетельством
торжества ленинских идей является глубочайшая научно-техническая
революция, переживаемая нашей страной, ввод в эксплуатацию первой
в мире атомной электростанции и мощного атомного ледокола «Ленин»,
сооружение крупнейших гидроэнергетических гигантов на Волге и
реках Сибири, создание мощных ускорителей заряженных частиц и
сложных электронно-счетных и вычислительных машин, серийное
производство межконтинентальных баллистических ракет, запуск искусственных
спутников Земли и космических ракет, полеты космических кораблей-
спутников и, наконец, полет человека в космос.
Для того чтобы понять значение техники наших дней, надо знать
историю борьбы человека с природой, историю его открытий и
изобретений, историю его побед и торжества над слепыми силами природы.
Ознакомившись с настоящим изданием, читатель увидит картину
мирового технического прогресса от создания первых примитивных ручных
орудий труда до сложных автоматических устройств наших дней. Авторы
книги попытались показать социально-экономическую обусловленность
развития техники, раскрыть взаимную связь и взаимное влияние
отдельных отраслей техники.
Авторы «Истории техники» на конкретных фактах показали, что
в силу своего положения в обществе, в соответствии со своей природой
техника является интернациональной. Одновременно в книге раскрыт
тот вклад, который был внесен каждым народом в мировую сокровищницу
науки и техники.
Выход в свет «Истории техники» является примечательным явлением
в мировой современной историко-технической литературе, ибо еще не было
работы, охватывающей историю всех основных отраслей техники и
освещающей ее развитие с древнейших времен и до напгих дней.
Предназначенная для широких кругов читателей, эта книга будет содействовать
изучению прошлого и настоящего, с тем чтобы еще более глубоко понимать
их великое значение и перспективы будущего.
Разумеется, предлагаемая работа не может с одинаковой полнотой
охватить все вопросы, связанные с развитием техники за все время ее
существования. Понимая это, авторы постарались показать только
основные направления техники. Естественно, что в работе могут содержаться
отдельные неточности и пропуски. Правда, в период подготовки книги
многие советские историки техники и науки внесли целый ряд
предложений по улучшению текста и сделали критические замечания, которые
авторы учли при окончательном редактировании.
Видимо, уже настало время, когда советские историки техники
должны приступить к созданию многотомного исследования, посвященного
всеобщей истории техники. В этом отношении настоящая работа послужит
необходимой основой.
Академик И. И. Артоболевский
1 В. И. Ленин, Соч., т. 26, стр. 436.
ВСТУПЛЕНИЕ
Ш tjTO такое техника?
Н ермин «техника» происходит от греческого слова «техне»—
¦I «искусство» или «мастерство», слово «техникос» означает
владеющий искусством. Содержание понятия техники исторически
менялось в соответствии с развитием производства. В период
возникновения понятия техники основным в нем было индивидуальное искусство,
мастерство. В условиях развития ремесленного производства центр
тяжести переместился из области индивидуального искусства в область
приемов, методов, рецептов, передаваемых от поколения к поколению.
Некоторые буржуазные ученые определяют технику как совокупность
приемов, направленных к достижению какой-либо цели, а в более узком
смысле слова—как совокупность приемов, направленных к борьбе с силами
природы и к видоизменению материи. Другие определяют технику как
совокупность навыков, умений,, приемов и знаний, позволяющих
человечеству использовать в желательном для него направлении огромные
запасы всякого рода сырья и энергии, имеющейся в природе. В вышедшей
в Англии пятитомной «Истории техники» техника определяется как
«деятельность, направленная на удовлетворение потребностей человека,
которая ведет к переменам в материальном мире».
При ознакомлении с этими определениями сразу же бросается в глаза
их недостаточность. В них не учитывается материальная сторона техники,
«система орудий и машин», которые и определяют содержание техники.
С другой стороны, эти определения не раскрывают и общественную
сторону техники.
Что же такое техника?
Технику можно определить как средства труда, развивающиеся
в системе общественного производства. Причем подчеркивание того, что
«средства труда становятся техникой только в системе общественного
производства, крайне важно.
Исходным моментом для понимания техники является труд, как
процесс, совершающийся между человеком и природой, процесс, в котором
человек своей собственной деятельностью опосредствует, регулирует
и контролирует обмен веществ между собой и природой. Только усвоив
эту характеристику труда, можно перейти к расчленению общественного
труда на элементы и выделить сферу, которая является содержанием
техники.
Такими элементами процесса труда являются: целесообразная
деятельность, или самый труд, предмет труда и средства труда. Очевидно,
что техника — это прежде всего средства труда.
7
Но что такое средства труда?
Средство труда, как указывал Маркс, есть вещь или комплекс вещейу
которые человек помещает между собою и предметом труда и которые
служат ему в качестве проводника его воздействий на этот предмет.
Человек пользуется механическими, физическими, химическими
свойствами вещей, для того чтобы в соответствии со своей целью заставить
их действовать в качестве орудия его власти.
Но если перейти к конкретному анализу техники, то на первый
взгляд сведение техники к средствам труда не раскрывает целиком всего
понятия техники. Ведь помимо предметов или комплексов предметов,
которыми человек воздействует на внешнюю природу, техника охватывает
целый ряд предметов, которые создаются человеком не для
непосредственного воздействия на предмет труда, а для создания условий нормального
протекания производственного процесса.
Это особенно хорошо можно проследить в горном деле. Если к
средствам труда относится вся система орудий и механизмов, то на шахте
имеется ряд механизмов, предназначенных для обеспечения нормального
протекания производства. Прежде всего к ним относится вся система
вентиляции и освещения горных выработок и сложное хозяйство
водоотлива. Самое поверхностное знакомство с ними говорит о невозможности
рассматривать их как средства труда в указанном выше узком смысле.
Поэтому кроме тех вещей, посредством которых труд воздействует
на предмет труда и которые поэтому так или иначе являются
проводниками его деятельности, к средствам труда в более широком смысле, а
следовательно к технике, относятся все материальные условия, необходимые
для того, чтобы процесс производства мог вообще совершаться.
Естественнонаучные и общественные основы техники
В основе техники лежит использование законов природы.
Вся история техники раскрывает диалектическое взаимодействие
техники и естествознания. Решая тот или иной технический вопрос на основе
уже открытых законов природы, человек вместе с тем открывает новые
свойства вещей и тем двигает вперед естествознание.
Говоря об этом, В. И. Ленин подчеркивал, что «законы внешнего
мира, природы ... суть основы целесообразной деятельности человека.
Человек в своей практической деятельности имеет перед собой
объективный мир, зависит от него, им определяет свою деятельность...
Техника механическая и химическая потому и служит целям человека, что ее
характер (суть) состоит в определении ее внешними условиями (законами
природы)»1.
Познав в процессе практики законы природы, человек применяет
и использует их посредством техники. Познав законы природы, умело
применяя и используя их, люди увеличивают или ограничивают сферу
их действия, обращают силы природы на пользу общества.
Возможности техники зависят от степени познания законов природы.
Современная техника и есть материальное воплощение накопленных
человечеством знаний в борьбе за покорение сил природы, за господство над
ними. «И в индустрии и в земледелии человек может,— писал Ленин,—
только пользоваться действием сил природы, если он познал их действие,
и облегчать себе это пользование посредством машин, орудий и т. п.»2
1 В. И. Ленин, Соч., т. 38, стр. 178—180.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 5, стр. 103.
8
Но использование достижений естествознания есть лишь одна
сторона техники. Другой важной стороной техники является
общественная основа ее развития. Средства труда созданы человеком в процессе-
общественного производства. Они входят неотъемлемым элементом в
систему производительных сил. Поэтому законы развития техники нельзя
понять лишь с позиций естествознания. Естествознание лишь
показывает возможные варианты разрешения технических вопросов, но сама
по себе не определяет ни направления, ни объема, ни темпов их
разрешения. Только исходя из общественных условий, в рамках которых
осуществляется развитие техники, можно понять направление ее
развития.
Единство материального содержания производства и общественной
формы его осуществления получило свое научное выражение в
марксистско-ленинском учении о производительных силах и производственных
отношениях. Техника, являясь элементом производительных сил,
неразрывно входит в способ производства, включающий и производственные
отношения. Техника не развивается вне способа производства. Поэтому
нельзя понять развития техники, абстрагируясь от законов,
определяющих развитие данного способа производства, отвлекаясь от
производственных отношений конкретной общественно-экономической формации.
Только экономические законы данного общественного строя,
определяемые способом производства, дают ответы на вопросы об истоках и
темпах развития техники, о направлении ее развития.
Невозможно объяснить противоречия в развитии техники в условиях
современного капитализма, если не исходить из капиталистических
производственных отношений. Точно так же, только исходя из
производственных отношений социализма, можно понять пути и темпы развития
техники при социализме. Программа Коммунистической партии
Советского Союза, поставившая задачу в течение ближайших двадцати лет
в основном построить коммунистическое общество, предусматривает
невиданные темпы развития науки и техники в нашей стране.
Коммунизм может победить лишь на базе могучего роста и совершенствования
производительных сил, создания изобилия продуктов питания и
предметов потребления, на основе культурного роста общества, а все это
требует непрерывного внедрения новой техники и ее постоянного
совершенствования.
От экономических условий зависит и реализация изобретений.
Истории техники известны случаи, когда люди, одаренные проницательным
умом, раньше других поняв насущные потребности производства,
выдвигали на основе известных им законов естествознания решения,
открывающие новые возможности для развития производства, но эти изобретения
оставались нереализованными в современных им социально-экономических
условиях. Так, выдающийся русский изобретатель середины XVIII в.
И. И. Ползунов, глубоко поняв лежавшие в основе техники
производства того времени противоречия, связанные с тем, что водяной
двигатель уже становился непригодным для развития производства,
выдвинул гениальную идею замены основного в то время двигателя — водяного
колеса — тепловым двигателем. С огромным трудом создал он паровую
машину для заводских нужд. Однако это изобретение, знаменующее
целую эпоху, не получило в России применения, так как
производственные отношения феодального строя не давали простора развитию
производительных сил. В Англии же, где в то время уже развивались
буржуазные отношения, универсальная паровая машина, созданная
великим английским изобретателем Джемсом Уаттом, стала одним из
звеньев глубокого промышленного переворота.
9
Исходя из своеобразия техники, ее связи с законами природы и
законами общества, можно подчеркнуть по крайней мере три особенности
ее развития.
Первая особенность техники состоит в том, что хотя ее развитие и
подчиняется экономическим законам данной общественной формации, но
в отличие от других экономических явлений ее развитие не прекращается
при смене одного общественного строя другим. Более того, техника
как элемент производительных сил на определенной ступени вступает
в противоречие с существующими производственными отношениями,
поскольку они из формы развития производительных сил превращаются
в их оковы. Когда старые производственные отношения в процессе
социальной революции подвергаются слому, техника остается и,
подчиняясь экономическим законам нового общественного строя, получает
дальнейшее и более бурное развитие.
Второй особенностью техники является то, что глубокие
революционные преобразования техники происходят не в порядке взрыва, а путем
постепенного накопления элементов нового качества с одновременным
отмиранием элементов старого, причем это относится как ко всей
совокупной технике, так и к технике отдельных конструкций. Переход от
ремесленной к машинной технике был подлинной революцией, но он был
осуществлен не в результате взрыва, мгновенного слома старой,
ремесленной техники и внезапного возникновения новой, машинной техники,
а занял целый исторический период с последней трети XVIII в. до
70-х годов XIX в. В этот период машины постепенно внедрялись во все
основные отрасли народного хозяйства. В то же время постепенно
отмирали старые виды техники.
Третья особенность техники заключается в том, что техника в своем
развитии прямо и непосредственно связана с законами естествознания,
тогда как экономические явления связаны с законами естествознания
через посредство техники. Техника реально развивается лишь в той
степени, в какой она соответствует этим законам, независимо от того,
используются ли они в технике бессознательно, как это было на первых стадиях
ее развития, или сознательно, как это происходит сейчас.
Яркий пример обреченности всяких попыток решать ту или иную
техническую задачу при игнорировании законов естествознания дает нам
история многочисленных попыток создания вечного двигателя
(«перпетуум мобиле»), который, будучи раз пущен в ход, совершал бы работу
неограниченно долгое время, не заимствуя энергию извне. Идея такого
двигателя стоит в непримиримом противоречии с законом превращения
и сохранения энергии. И, хотя на его создание многочисленные
изобретатели затратили несколько столетий, их неизменно ждала неудача,
поскольку сама идея вечного двигателя находится в противоречии
с законами природы.
Объективные законы и цели человека,
развивающего технику
Противники марксизма-ленинизма часто оспаривают марксистское
понимание законов развития техники, говоря, что марксизм не может
увязать признание объективных законов развития техники и того факта,
что техника развивается людьми в соответствии с целями, которые они
ставят перед собой. В действительности, марксистско-ленинская наука
объясняет взаимосвязь законов развития техники и целей людей,
развивающих ее.
10
Люди, развивающие технику, руководствуются целями двух
порядков: это, во-первых, цели, вытекающие из характера производства,
как такового, естественной и научной основы техники, и, во-вторых,
цели, заставляющие человека совершенствовать технику и производ
ство.
Если цели первого порядка отвечают задачам того, как решить тот
или иной технический вопрос, то цели второго порядка раскрывают
мотивы, которые заставляют человека совершенствовать и создавать
новую технику.
Первая группа целей определяется техническими потребностями
производства, уровнем науки, техники и в конечном счете ограничивается
законами природы. Вторая группа целей определяется социальной жизнью
человека. Совершенствуя технику, люди могут руководствоваться
самыми различными социальными, экономическими, эстетическими,
психологическими, политическими и т. п. целями. В этом на первый взгляд нельзя
найти никакой закономерности. Одни стремятся развивать технику,
исходя из страсти к изобретательству, другие руководствуются мотивами
честолюбия, третьи стремятся облегчить свой труд, четвертые —
улучшить свое материальное положение, пятые — установить господство над
другими, эксплуатировать других и т. д. и т. п. Причем дело не только
в субъективной цели, но и в объективных условиях, которые по-разному
складываются для отдельных людей. Человек в капиталистическом мире,
имеющий капитал и желающий заняться совершенствованием техники,
имеет одни возможности, человек, не имеющий средств,— другие
возможности. Больше того, часто человек не волен отказываться развивать
технику. В капиталистических странах собственник предприятия, для того
чтобы не разориться в конкурентной борьбе, вынужден применять более
•совершенную технику.
Можно ли найти какую-либо закономерность, позволяющую
разобраться в этом море стремлений людей, можно ли «просуммировать» все
индивидуальные стремления и найти равнодействующую, учитывая при
атом, что цели, которыми руководствуется тот или иной человек,
совершенствуя технику, могут меняться? Марксизм-ленинизм считает, что
такую тенденцию, раскрывающую главную линию развития техники,
найти можно. Для этого опять надо вернуться к труду, но рассматривать
уже не научно-техническую, а общественную сторону труда. Люди
занимаются трудом не изолированно, а сообща. Производственные отношения,
и прежде всего характерные для данного общества имущественные
отношения, и являются другой стороной, характеризующей труд. Эти
отношения определяют политический и идеологический строй общества,
и только из анализа этого строя можно вывести и основные социальные
устремления людей данного общества, цели, которыми они
руководствуются, развивая технику, а также основные условия, в рамках которых
действуют люди. Мы, очевидно, ничего не поймем во всей истории
технического развития США, если не примем во внимание стремление людей
к обогащению в условиях господства частной собственности на средства
производства, конкурентную борьбу и многие другие обстоятельства,
вытекающие из особенностей капиталистического производства, из
особенностей капиталистического общества США. Вся огромная гамма
других объективных и субъективных моментов в развитии техники, как
бы ни важна она была для анализа частных сторон этого развития или
обстоятельств, связанных с деятельностью отдельных изобретателей,
•будет подчинена важнейшим закономерностям развития общества.
При анализе развития техники в Советском Союзе опять-таки можно
©скрыть огромное множество объективных и субъективных обстоятельств,
11
но эти обстоятельства раскрывают лишь частные стороны развития.
Игнорируя закономерности, вытекающие из характера социалистических
отношений, нельзя понять, как на протяжении жизни одного поколения
отсталая в прошлом страна могла сделать такие огромные успехи в своем
развитии. Только из анализа новых экономических и общественных
отношений, которые были созданы в России после Великой Октябрьской
социалистической революции, можно понять и важнейшие социальные
устремления людей, и глубочайшие изменения, которые произошли в
технике Советского Союза за эти годы.
Роль личности и отдельных народов в развитии техники
К вопросу об объективных законах и целях человека, развивающих
технику, примыкает и другой, более частный вопрос о роли личности
и отдельных народов в развитии техники. Отдельные исследователи
идеалистически объясняют изобретения и открытия как проявление воли
«всевышнего». Автор неоднократно издававшейся в Германии работы по
философии техники Ф. Дессауэр говорит, что в техническом творчестве
человек воплощает, потенциальное бытие заранее «данных форм» и что
«творец использует человеческий дух для продолжения дела творения».
Английский ученый Н. Хетфилд утверждает, что человеческий разум
будто бы обладает двумя видами творческой активности: первая
применяет уже известное средство для достижения своей цели, вторая — якобы
сама из себя дает новые методы и новый опыт. Французский ученый
Р. Жиллуэн выводит развитие техники из страсти к знаниям или из страсти
к власти. Техника рассматривается им как порождение абстрактного ума.
Советские ученые, рассматривая развитие техники в связи с учетом
объективно существующих закономерностей развития природы и
общества, действующих независимо от воли людей, не умаляют и
субъективных факторов, роли ученых, изобретателей и конструкторов. Значение
крупнейших ученых, изобретателей и инженеров заключается в том, что
они раньше других понимают технические потребности производстваг
замечают противоречия, возникающие в производстве, и, опираясь на
достижения современной им науки и техники, разрабатывают решения,
которые наиболее полно и правильно отвечают потребностям
производства и открывают перспективы дальнейшего развития науки и техники.
Наряду со значением творчества отдельных выдающихся инженеровг
изобретателей и ученых огромную роль в развитии техники играют
трудящиеся массы. Роль трудящихся масс особенно возросла в условиях
социализма. Трудящиеся, непосредственно занимающиеся производством
материальных благ, являются творцами техники. Своей повседневной
работой они способствуют постоянному изменению техники, подготовляя
резкий подъем ее развития. Трудящиеся постоянно выделяют из своей
среды изобретателей, ученых, инженеров, осуществляющих крупные
повороты в развитии техники.
Вопрос о роли личности и роли масс в развитии техники теснейшим
образом связан и с вопросом о роли отдельных народов и их вкладе в
мировую технику. Одни ученые иногда утверждают, что техника не знает
национальных границ, что она развивается исключительно как мировая
техника. Другие, наоборот, подчеркивают узконациональные корни
техники.
Подлинная история развития мировой техники показывает, что она
создается всеми народами. Каждая нация, большая или малая, имеет
свои качественные особенности, свою специфику, которая принадлежит
12
только ей и которая проявляется в национальной культуре. Эта
специфика, эти особенности каждой нации прослеживаются и в технике.
Каждый народ в зависимости от конкретно-исторических условий
вносит свой вклад в развитие мировой техники. Как можно говорить
о развитии теплотехники, не останавливаясь на том вкладе, который
в нее внесли русский изобретатель Иван Ползунов, английский
изобретатель Джемс Уатт, французский ученый Сади Карно? История
авиационной техники была бы неполной, если бы были забыты такие имена,
как Лилиенталь, Можайский, братья Райт.
Говоря о роли отдельных народов в развитии мировой техники,
необходимо подчеркнуть, что буржуазная наука замалчивает вклад в
мировую науку, сделанный выдающимися людьми нашей Родины. Поэтому
советские ученые, показывая роль отдельных народов и наций в
развитии мировой техники, обязаны восстановить историческую правду
о вкладе народов СССР в мировую технику.
Роль техники в современном обществе
В современной буржуазной литературе — философской,
исторической и художественной — наметились целые направления, которые
пытаются представить кризис современного капиталистического общества
с его военными и экономическими потрясениями и безработицей как
кризис всего человечества, утверждая, будто современная цивилизация,
культура и само человечество в целом неизбежно идут к гибели. Многие
представители этого направления пытаются объявить технику
виновницей страдания людей. Они называют технику «грехопадением культуры».
Современная техника, по их мнению, означает нищету миллионов людей,
скученных в бездушных гигантских городах. Техника, пишут они,—
это асфальтовая культура, однообразие и стандартизация, безработица
и необеспеченность.
Ряд зарубежных ученых более трезво подходит к вопросу о роли
техники в современном обществе. Швейцарец Г. Эйхельбер в работе
«Человек и техника» (1953 г.) вскрывает противоречивость развития
техники в капиталистическом обществе, но не показывает причину этих
противоречий. Сводя все дело к вопросам этики, он говорит, что
противоречия должны быть преодолены подчинением торгашеского произвола
принципам общественного долга.
Более определенно раскрывает особенности развития техники в
современном обществе один из крупнейших американских ученых—Н. Винер.
В своей книге «Кибернетика» (1949 г.) он пишет, что современная
техника обладает неограниченными возможностями как для добра, так и для
зла. Она дает человечеству возможность создавать наиболее
эффективные машины. Отвечая на вопрос, будет ли новое развитие техники
выгодно для человечества, Винер в своей работе подчеркивает
невозможность использования в капиталистических условиях новой техники с
пользой для человека, признавая, по существу, что новая техника
перерастает рамки капиталистических отношений.
Марксистско-ленинская наука дает единственно правильный ответ
на вопрос о значении техники для общества. Она проводит четкое
разделение между техникой и условиями ее применения. К. Маркс говорил,что
машина наделена чудесными силами облегчать человеческий труд, но
в условиях капитализма она вызывает голод и истощение. В. И. Ленин
в ряде своих работ подробно рассмотрел противоречия в развитии
техники в условиях империализма и показал, как империализм обращает
13
достижения техники против человечества и что только социализм
использует технику на благо народа. Запуск искусственных спутников Земли,
пуск первой атомной электростанции, строительство атомного ледокола,
полеты космических кораблей и, наконец, исторические полеты в космос
Юрия Гагарина и Германа Титова наглядно свидетельствуют о
возможностях развития науки и техники в социалистическом обществе.
Определение предмета история техники
После того как выяснена природа техники, раскрыта связь техники
с естествознанием и социально-экономическими условиями ее развития,
а также показаны пути творческой деятельности людей в области техники,,
не представляет труда определить и предмет истории техники.
История техники есть наука, показывающая развитие средств труда в
системе общественного производства как в связи с формами и
приемами труда, так и особенно в связи с объектом (предметом) труда.
С точки зрения естественных наук история техники показывает, как
человек все больше и глубже овладевает законами природы, обеспечивая
более глубокое и разностороннее использование и применение вещества
и энергии природы. С точки зрения социальной история техники
вскрывает общественные движущие силы, общественные условия развития
техники и показывает роль отдельных творцов техники.
Это определение истории техники.
Исходит из изложенного выше понимания техники (больше того,
задачей истории техники является раскрыть это понимание на
бесчисленном количестве фактических данных, рассматриваемых при изложении
истории техники).
Берет за основу средства труда в широком смысле слова и в первую
очередь «костно-мускульную систему производства» и показывает
развитие техники в тесной связи с формами и приемами труда, что имело
значение на более ранних этапах развития техники, и с предметом труда,
что имеет особое значение сейчас, когда связь средств труда и предметов
труда (технология) приобретает особо важное значение.
Постоянно рассматривает развитие средств труда с точки зрения
естественных наук, вне которых нельзя понять существо техники и
характер ее развития.
Вскрывает прогрессивный характер техники, в конечном счете
сводящейся к освоению и практическому использованию законов природы
и все более глубокому и разностороннему использованию вещества и
энергии природы.
Рассматривает развитие техники в свете общественных законов и тем
самым обеспечивает подход к технике, вытекающий из ее специфического
характера, из двух сторон техники — естественной и общественной.
Диалектический материализм и техника
Методологической основой истории техники является диалектический
и исторический материализм. За последние годы советскими учеными
много сделано для исследования особенностей проявления основных
законов диалектики в развитии природы и общества. Меньше в этом отношении
было уделено внимания диалектике технического развития, хотя из всех
сфер человеческой деятельности деятельность в области техники
приобретает в наши дни поистине гигантский размах. Все большее количество
людей в той или иной степени призвано решать технические вопросы
производства, совершенствовать технику производства. Огромное коли-
14
чество ученых занято техническими науками. Техника вторгается все
больше в жизнь и быт человека.
Говоря об исследовании особенностей проявления основных
законов диалектики в области техники, мы тем самым ставим задачу более
широкого привлечения диалектического метода в дело познания законов
развития техники и более правильного решения перспектив этого
развития.
Человек имеет дело с двумя видами явлений: явлениями природы
и явлениями общественной жизни. Как ни велико влияние человека на
явления природы — они развиваются по своим законам. В них по-своему
проявляются законы диалектического развития, причем по-разному для
явлений, изучаемых механикой, физикой, химией, биологией, для макро-
и микромира. По-своему проявляются законы диалектики в общественной
жизни.
Что же из себя представляют технические явления? Можно сказать,
что это своеобразная третья сфера, с которой соприкасается человек наряду
с природой и общественной жизнью. Природа, общество и техника —
вот мир, окружающий человека. Техника по своему характеру, по законам
своего развития может быть выделена в качестве самостоятельной области
явлений.
Данное положение в буржуазной литературе часто оспаривается.
Некоторые ученые утверждают, что явления техники ничем не отличаются от
явлений природы. Действительно, как самое маленькое, так и самое
большое техническое решение имеет смысл только в силу реализуемых
в нем законов природы. Но признание органической связи техники и
естествознания раскрывает, как говорилось выше, одну сторону
техники. Наряду со сходством техника имеет и решающие отличия от
естествознания. Законы естествознания говорят лишь о потенциальных
возможностях техники, а ее развитие определяется законами общества.
Тем самым техника может быть рассматриваема как область,
развивающаяся на стыке естествознания и общественной жизни. Только в свете
этих качеств можно рассматривать проявление законов диалектики в
развитии техники. Возьмем для примера закон единства и борьбы
противоположностей в технике.
На первый взгляд закон единства противоположностей не нужен для
понимания развития техники. Кажется, что развитие техники будто бы
легко понять как уменьшение одного и увеличение другого. На самом
деле такой подход не раскрывает существа развития техники. Необходимо
вскрыть движение через единство противоположностей, через борьбу этих
противоположностей. В технике имеется два вида противоположностей:
техника и общественные условия ее применения и борьба
взаимоисключающих противоположностей в самой технике.
Техника, как элемент производительных сил, на определенных этапах
развития общества входит в противоречие с общественными условиями
ее развития, что ведет к изменению производственных отношений и к
самому собственному изменению техники.
Более сложно единство противоположностей и их борьба проявляется
в рамках технологических процессов и конструкций. Если расположить
любые машины в ряды по основному эксплуатационному показателю
(скажем, мощности или производительности) и проследить изменение
других показателей — грузоподъемность, скорость, усилие, прочность
и т. д., то можно найти параметры, которые будут изменяться в
противоположную сторону. На каком-то этапе это исключит развитие
машины в данном направлении. Если сопоставить эти данные с
экономичностью машины, то можно увидеть, как с ростом противоположности
15
различных изменений будет уменьшаться эффективность работы машины.
Экономический показатель в этом случае в сводном виде иллюстрирует
проявление закона единства и борьбы противоположностей.
Анализ техники позволяет раскрыть не только качественную, но
и количественную сторону внутренних противоречий. После
сопоставления изменения кривых, выражающих противоположные тенденции в
развитии техники, можно проанализировать характер этих кривых,
посмотреть их изменения во времени.
Закон единства и борьбы противоположностей связан с такими
категориями, как количество, качество, переход количества в качество, скачок
и др. Причем задача заключается не в том, чтобы привнести положение
о диалектике в технику, а в том, чтобы раскрыть реальный диалектический
процесс развития техники. Взять, например, проблему скачка. Признания
скачка мало. Ленин при анализе того или иного явления требовал
находить конкретную форму скачка. Исследование реального диалектического
развития техники, исследование закона единства и борьбы
противоположностей имеет не только теоретический, но и практический интерес.
Изучение ряда машин, имеющих одно назначение, например транспортных
(паровоз, тепловоз, электровоз, газотурбовоз), показывает, что в начале
КПД этих машин растет быстро, а затем кривая, характеризующая
изменения КПД, изменяется по закону асимптоты. Выполаживание кривой
является как бы признаком исчерпания возможности одних машин,
показателем близкого скачка. Интересно проследить диалектику развития
металлообрабатывающих станков. Внутренние противоречия этих машин
приводят к тому, что по мере совершенствования металлообрабатывающих
станков понижается эффективность обработки металла резанием
(обработка точкой) и осуществляется переход к новому виду машин, где
обработка осуществляется протяжкой, прокатом (обработка линией).
Дальнейшее развитие машин через свои внутренние противоречия ставит задачу
перехода к обработке поверхностью (штампы), а в перспективе—к
обработке по всему объему того или иного изделия (использование процессов
внутренней кристаллизации). Все это раскрывает скачки в развитии
конструкции группы машин, связанные с радикальным изменением
оборудования, технологии, природы процессов.
Для техники большое значение имеет проблема содержания и формы
не только в части научно-технического содержания и общественной формы,
но и содержания и формы в развитии конструкции машин и
технологических процессов. Содержание определяет техническую форму, которая
соответствует содержанию, способствует более глубокому использованию
научных законов, положенных в основу той или иной конструкции
технологического цроцесса. Ио форма в технике часто консервативна. История
техники показывает, что новое часто облекается в старую форму,
отрицательно сказывающуюся на реализации возможностей новых принципов,
новых идей, и проходит порой значительное время, пока форма усилиями
конструкторов не приводится в соответствие с новым содержанием.
Помимо разобранных выше диалектических закономерностей в
развитии техники есть еще ряд проблем, имеющих большое методологическое
значение. Взять, например, такую проблему, как соотношение человека
и природы, человека и общества, человека и техники. В общей форме
наиболее важным здесь является соотношение объективных законов
и субъективной роли людей, что связано с проблемой свободы и
необходимости.
Несмотря на общую основу, решение проблемы свободы человека
в отношении природы, в отношении общественных явлений и в отношении
техники происходит по-разному. Общей формой для всех является поло-
16
жение, что свобода есть познанная необходимость, т. е. человек, познавая
закон, лежащий в основе того или иного явления, использует его в своих
интересах. Но вот вопрос, сколько «степеней свободы» имеет человек в
технике? На первый взгляд кажется, что в технике свобода человека
ограничена законами природы. Но там используется бесконечное
количество законов природы в самом различном сочетании. Отсюда можно
сказать, что в рамках познанных разнообразных законов природы человек
имеет большое количество возможностей. Здесь можно привести такой
пример. Человек идет ощупью через лес, ему незнакомый. Сколько ему
известно тропинок? Видимо, только одна, по которой он идет. Совсем
другое положение у человека, когда он идет через лес, ему хорошо
знакомый. Он может идти по разным направлениям и всегда прийти к
намеченной цели.
Методологические основы истории техники
Но кроме этих методологических проблем, связанных с пониманием
природы техники и выявлением специфических форм диалектического
развития техники, есть ряд методологических вопросов, касающихся
истории техники как науки, раскрывающих построение и изложение ее
истории.
Марксистско-ленинская история техники должна удовлетворять
следующим требованиям. История техники как наука, давая картину
развития средств труда, не может строиться на отдельных, выхваченных из
общего содержания примерах. Она должна дать возможно
разностороннюю и глубокую картину действительного объективного хода технического
развития. Для этого необходимо чрезвычайно основательное знакомство
с фактическим материалом. Полезно вспомнить слова Маркса в
послесловии к I тому «Капитала»: «Конечно, способ изложения не может
с формальной стороны не отличаться от способа исследования,— пишет
он.— Исследование должно детально освоиться с материалом,
проанализировать различные формы его развития, проследить их внутреннюю
связь. Лишь после того как эта работа закончена, может быть
надлежащим образом изображено действительное движение»1.
Это отнюдь не значит, что история техники должна только
систематизировать материал, избегая обобщений и установления закономерности
развития. Наоборот, углубленное, разностороннее, максимально
конкретное изложение истории техники в хронологической и географической
последовательности является базой, на основе которой только и возможны
правильный разбор и правильное обобщение исторических событий.
Установление закономерностей технического развития является
обязательным условием при изучении истории техники. Эту мысль
подчеркивает В. И. Ленин: «...самое важное, чтобы подойти к этому вопросу
с точки зрения научной, это — не забывать основной исторической связи,
смотреть на каждый вопрос с точки зрения того, как известное явление
в истории возникло, какие главные этапы в своем развитии это явление
проходило, и с точки зрения этого его развития смотреть, чем данная вещь
стала теперь»2.
Показывая закономерность технического развития, история техники
должна проследить единство этого развития, вскрыть, как в процессе
производства человек научился открывать все новые и новые свойства
вещей, как благодаря этому он научился познавать законы природы,
овладевать ими, обеспечивать рост производительной силы труда.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, M., 1955, стр. 19.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 29, стр, 436.
17
К. Маркс подчеркивал, что единство и преемственность
производительных сил являются основой, человеческой истории: «Благодаря тому
простому факту, что каждое последующее поколение находит
производительные силы, добытые прежними поколениями, и эти производительные
силы служат ему сырым материалом для нового производства,—
благодаря этому факту образуется связь в человеческой истории, образуется
история человечества, которая в тем большей степени становится историей
человечества, чем больше развились производительные силы людей, а
следовательно, и их общественные отношения»1.
После того как вскрыты общественные движущие силы, выявлены
общественные условия развития техники, показано единство и
преемственность развития производительных сил и техники, необходимо вскрыть
и «внутреннюю логику» технического развития, т. е. внутренние
противоречия, характерные для данного исторического периода.
История техники вскрывает связь между техникой и наукой,
показывает, как под влиянием практических потребностей формируются научные
положения и как наука затем двигает технику.
История техники демонстрирует, как развитие производства, техники
и науки способствовало формированию законов мышления и научных
методов исследования. Именно промышленность и техника постоянно
разрушают идеалистические представления, начиная от суеверий
первобытных людей и кончая всеми последующими идеалистическими
построениями, которые стали возможны вопреки исторически разрушавшемуся
невежеству и лишь благодаря прямой заинтересованности господствующих
классов в их сохранении.
История техники показывает, как на основе расширения
производственного опыта создаются предпосылки для правильного разрешения
основных философских проблем об отношении мышления к бытию.
История техники должна излагаться в рамках определенных этапов
развития. Принимая за основу истории техники периодизацию по
общественно-экономическим формациям, необходимо показать, какой тип
техники соответствует каждой формации. Единство естественнонаучной
и общественной основы для развития техники обязывает брать этапы,
раскрывающие это единство. Это ясно вытекает из слов Маркса, что
«экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как
производится, какими средствами труда»2. Исходя из этого, в настоящем издании
различаются следующие этапы развития техники:
1. Возникновение и распространение простых орудий труда в
условиях первобытнообщинного способа производства.
2. Развитие и распространение сложных орудий труда в условиях
рабовладельческого способа производства.
3. Распространение в условиях феодального способа производства
сложных орудий труда, приводимых в действие человеком.
4. Возникновение в условиях мануфактурного периода предпосылок
для создания машинной техники.
5. Распространение рабочих машин на базе парового двигателя
в период победы и утверждения капитализма в передовых странах.
6. Развитие системы машин на базе электропривода в период
монополистического капитализма.
7. Переход к автоматической системе машин в период после
Великой Октябрьской социалистической революции.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные письма, М., 1955, стр. 23.
2 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 187.
I
ТЕХНИКА
ДОКАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ
СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА
ГЛАВА I
ТЕХНИКА ПЕРВОБЫТНООБЩИННОГО СПОСОБА
ПРОИЗВОДСТВА
(Возникновение и распространение простых орудий труда)
и
Н Н аука полагает, что примерно миллион лет тому назад в разных
В И областях Европы, Азии и Африки в результате изменения
природных условий и связанной с этим нехваткой пищи человекоподобные
обезьяны спустились с деревьев и стали наземными животными. Этот
первый решающий шаг на пути перехода от обезьяны к человеку
произошел в начале нынешнего, четвертичного периода в истории Земли.
Сначала наш древнейший предок просто собирал пищу или
захватывал ее силой. Он пользовался готовыми дарами природы. Постоянная
борьба с самыми разнообразными врагами заставляла его пользоваться
для самозащиты камнями и палками и таким образом усиливать действие
своих «природных орудий»— рук. В конце концов это привело к тому,
что обезьяночеловек начал обрабатывать, переделывать камни и палки,
придавая им ту или иную удобную и целесообразную форму. Он стал уже
пользоваться не только природными, но и искусственными предметами,
созданными его руками.
В результате человек по своему отношению к природе стал особым,
качественно новым существом. При помощи изготовленных орудий люди
смогли вести борьбу с природой не пассивно, как животные, а активно —
в форме труда, подчиняющего природу человеку.
Таким образом, лишь сознательно изготовив себе первое
искусственное орудие, начав трудиться, предок современного человека стал
действительно превращаться из животного в человека. Это явилось вторым
решающим шагом на пути становления человека.
Говоря об этом, Ф. Энгельс писал: труд —«первое основное условие
всей человеческой жизни, и притом в такой степени, что мы в известном
смысле должны сказать: труд создал самого человека»1.
Изобретение орудий труда означало, что предмет, данный природой
(камень, палка, кость, раковина), был превращен в орган деятельности
человека. Но, прежде чем камень стал ножом, человеческая рука должна
была приобрести способность выполнять сотни операций, недоступных
животному. Усваивая все новые и новые движения, вырабатывая все
большую гибкость, передаваемую по наследству и возраставшую от
поколения к поколению, рука сделалась пригодной для выполнения все более
сложных операций. Это явилось предпосылкой развития искусства
обработки камня камнем при помощи скалывания. А появление каменных
орудий сделало более продуктивной охоту и открыло возможность
обработки резанием дерева, кожи и кости.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, М., 1955, стр. 70.
21
Примитивные орудия труда, оказавшись в распоряжении такого
общественного животного, как человек, положили начало его господству над
природой, которое с каждым новым шагом вперед расширяло его кругозор
и позволяло открывать в предметах природы все новые, до того
неизвестные, свойства. Превращение человеческого мозга под влиянием труда
и развития членораздельной речи в орган, превосходящий мозг обезьяны
и по величине, и по совершенству, постепенно привело к развитию чувств
человека. Ф. Энгельс подчеркивал, что человеческий глаз стал замечать
в вещах значительно больше, чем более острый глаз орла; человеческий
нос стал воспринимать в сто раз больше запахов, чем более тонкое
обоняние собаки; человеческие пальцы превзошли едва выраженное грубое
зачаточное осязание обезьяны.
Развитие мозга и его продукта — мышления—привело к тому, что
человек сознательно, по заранее обдуманному плану начал изготовлять
орудия труда, изменять предметы природы, т. е. стал трудиться вполне
сознательно.
«Употребление и создание средств труда,— писал К. Маркс,— хотя
а свойственные в зародышевой форме некоторым видам животных,
составляют специфически характерную черту человеческого процесса труда...»1
Именно благодаря труду и совершенствованию навыков в изготовлении
орудий труда, что значительно расширяло возможности использования
сил природы, проходило формирование человеческого общества.
Длительная борьба людей с силами природы, трудовая
деятельность по производству орудий и добыче средств существования приводили
к постепенному развитию производительных сил. Открытие и широкое
использование огня, изобретение лука и стрел, гончарное искусство
и др. обеспечивали все лучшие и лучшие условия жизни человеческого
общества.
Однако производительные силы находились все еще на чрезвычайно
низком уровне. Средства труда были крайне примитивными и исключали
возможность борьбы древнейших людей с силами природы в одиночку.
В этих условиях люди вынуждены были сообща собирать в лесу плоды,
ловить рыбу, строить себе жилища. Поэтому важнейшие средства труда
являлись общинной собственностью.
Вначале общинная собственность требовала, чтобы труд
осуществлялся коллективно, без общественного разделения труда. Однако постепенно
в первобытном обществе возникают и первые элементы разделения труда.
Сначала в виде естественного разделения труда (по полу и возрасту),
а затем появляется и общественное разделение труда.
Огромное влияние на технику оказало первое крупное общественное
разделение труда: отделение пастушеских племен от земледельческих.
Скотоводство дало этим племенам в руки новые продукты: молоко и шерсть.
На основе регулярного потребления молока развилось изготовление
сыра и масла, возникла новая форма посуды — бурдюк. Использование
шерсти привело к появлению войлока и ткани, изобретению веретена
а простейшего ткацкого станка. Прирученный скот обеспечил
пастушеским племенам возможность заменить работу человека животной тягой
в тех операциях, где он выполнял функцию только простой
двигательной силы. Это положило начало вьючному, а потом гужевому
трансаорту при помощи простейшей повозки — волокуши. Скотоводство
вызвало к жизни разведение кормовых растений и, таким образом,
появление зачатков земледелия, которое на этой стадии своего развития
было лишь придатком к разведению скота.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 186—187.
99
Превращение скотоводства в самостоятельное занятие обогатило
технику целым рядом новых достижений. Мотыга развилась в плуг, а нож —
в серп, была изобретена борона. Скот заменил человека при волочении
плуга. Переработка продуктов земледелия вызвала к жизни обмолот
-зерна, его размол ручным жерновом, печение хлеба, приготовление
растительного масла, варку пива.
Занимаясь земледелием, человек познакомился с глиной,
употребление которой сначала для обмазки плетеных стен жилища, а затем и
плетеной посуды привело к возникновению гончарного искусства. Возникшая
в связи с обжигом глиняной посуды гончарная печь в процессе ее
постепенного усовершенствования позволила освоить температуры свыше 500°
и открыла людям металлы: сначала бронзу, затем железо. Являясь
материалом, давшим человеку орудие такой твердости и остроты, которому
не мог противостоять ни один камень, ни один металл, железо сыграло
-огромную революционную роль в истории техники. Железный меч,
железный плуг и железный топор сделали возможным расчистку под пашню
широких лесных пространств, применение тесаного камня в
строительном деле.
Развитие и господство родового строя, обеспечившего все эти
технические достижения, сказались на технике в виде господства крупных
-сооружений общинного пользования. Это выразилось в появлении
больших домов — жилищ, общинных загонов скота и амбаров, лодок для
дальних путешествий и т. п.
Вначале создание несложных орудий труда было для членов
общины подсобным занятием. Изготовление же более совершенных орудий
требовало особых навыков. С другой стороны, непрерывно возрастала
потребность в таких орудиях. В этих условиях совмещать ремесло с
земледелием и скотоводством стало невозможно. Возникла необходимость
отделения ремесла от земледелия. Это было второе крупное общественное
разделение труда. Развитие общественного разделения труда вызвало
необходимость обмена продуктами. Первоначально обмен между родами
носил случайный характер. С развитием общественного разделения труда
•обмен стал жизненной потребностью.
Развитие производительных сил в первобытном обществе означало
значительное усиление степени господства над природой. Однако
постепенно начали созревать серьезные противоречия между все
возрастающими производительными силами и производственными отношениями
первобытного общества, которые из двигателя все больше превращались
в тормоз дальнейшего развития производительных сил, ибо в результате
их развития стал возможным труд небольших групп людей и даже
индивидуальное ведение хозяйства. Рост производительности труда
позволил создавать известный излишек сверх необходимого для
существования самого работника. Возникла возможность получения прибавочного
продукта.
Однако первобытнообщинные производственные отношения были не
совместимы с индивидуальным хозяйством. Община перестала
стимулировать использование выросших производительных сил. Развитие
скотоводства и земледелия обеспечило получение средств существования в
рамках коллективов меньших, чем община. Община стала распадаться на
«семьи. Внутри семьи постепенно выделяется ее глава, который сначала
распоряжался основными средствами производства, а затем полностью
присваивал их, особенно скот и землю. Появляется частный
собственник средств производства, заинтересованный в эксплуатации пленных
и своих соплеменников, в присвоении созданного ими прибавочного
продукта.
23
Основные этапы развития техники
Эпохи
Древний
палеолит
Поздний
палеолит
Мезолит
Неолит
Энеолит
Культуры
—
Шелль
Ашель
Мустье
Ориньяк
Солютре
Мадлен
Азиль
Тарденуаз
Ранний неолит
Поздний
неолит
Время
800—400
тыс. л. до
н. э.
400—100
тыс. л. до
н. э.
100—40 тыс.
л. до н. э.
40—12 тыс. л.
до н. э.
12—7 тыс. л.
до н. э.
7—4 тыс. л.
до н. э.
3—4 тыс. л.
до н. э.
3-—4 тыс. л.
до н. э.
Типы орудий труда и сырье для их
изготовления
Эолиты
Ручные рубила (камень)
Остроконечники, скребла, скобели,
резцы, костяные орудия
Кремневые резцы, скребки.
В мадлене—широкое применение
костяных орудий
Лук и стрелы с кремневыми
наконечниками.
Микролиты
Глиняная посуда.
Макролитические орудия: топоры,
долота, булавы.
Микролитические орудия:
кремневые ножи, скребки, стрелы
Орудия общего назначения: топоры
без проушин, позднее—с
проушинами, клинья, ножи, долота,
тесла, скобели, скребки, пилы,
проколки, молоты.
Орудия земледелия: мотыги,
зернотерки, серпы.
Орудия охоты и оружие: лук и
стрелы, копья, боевые топоры и
топоры-молотки, палицы, кастеты,
метательные камни
Первые медные орудия и оружие.
Кремневые зернотерки, мотыги,
криволинейные серпы
24
Таблица 1
первобытнообщинного способа производства
Технология обработки
орудий и сырья
Кремневые камни слегка
подправлялись оббивкой
Оббивка.
Применение дикого огня
Оббивка (края орудий
делались острее)
Изготовление орудий из
пластин, полученных путем
их скола от кремневого
желвака.
Освоение огня
Изготовление орудий путем
скола.
В солютре — отжимная
ретушь
Жгутовая лепка
Шлифование, полирование,
сверление, пиление.
Прядение, ткачество
Холодная обработка меди
ударом
Жилища
Освоение
пещер
Землянки
Землянки,
свайные
постройки
Глинобитные
наземные
жилища,
землянки
Основные
отрасли
хозяйства
Охота,
бирательство
Охота
Скотоводство
Господство
мотыжного
земледелия
Этапы
первобытнообщинного
строя
Первобытное
стадо
Матриархат
(родовой
строй)
Патриархат
(расцвет
родового
строя)
Этапы
развития техники
Появление
простых
орудий
труда
Накопление
простых
орудий
труда
Появление
сложных
орудий
труда
25
Так, в недрах первобытного общества возникли и стали
развиваться новые рабовладельческие производственные отношения, явившиеся
прямым следствием развития производительных сил.
Низкий уровень развития производительных сил требовал, чтобы все
добытые средства существования делились поровну между членами
общества, иными словами, осуществлялось уравнительное распределение
материальных благ.
Таким образом, производственные отношения первого человеческого
общества основывались на общинной собственности на важнейшие
средства производства, коллективном труде и уравнительном распределении
предметов потребления.
Первобытнообщинный строй, явившийся первой
социально-экономической формацией человеческого общества, не знал эксплуатации человека
человеком. В этом обществе не было общественного неравенства и
разделения общества на классы. Не было и государства — организации
классового господства.
Чем же характеризовались производительные силы
первобытнообщинного строя, какие основные этапы в своем развитии прошла техника?
Появление простых орудий труда
Начальным этапом истории первобытнообщинного строя является
первобытное стадо. Техника на этом этапе характеризовалась появлением
простых орудий: палок, дубин, копий, грубых каменных орудий.
Хронологически этот этап охватывает весь древний палеолит, т. е. от 700 до
40 тыс. лет до н. э. (см. табл. 1).
Материалом для изготовления простейших орудий служил камень,
который древнейший человек брал из земли, являющейся первоначальной
кладовой его пищи, а также первоначальным арсеналом его средств труда.
Первые орудия древнейших людей (питекантропов) — эолиты (рис. 1)
трудно отличить от расколотых природными силами камней. Стремясь
обладать орудием с режущими краями или с острым концом, древнейший
человек находил подходящий камень, а затем другим камнем его раскалывал.
С самого начала изготовления каменных орудий в качестве сырья
использовался кремень. В тех местах, где отсутствовали природные залежи
кремня, вместо него употреблялись другие породы: яшма, роговик,
халцедон, гранитный валун и в ряде случаев известняковые породы. В кремне
сочетается ряд качеств, которые и использовал человек при производстве
орудий: кремень обладает большой твердостью, раскалывается на тонкие
пластины с режущими краями и, кроме того, широко распространен в
природе.
С течением времени человек вместо эолитов стал изготовлять орудия
труда, которым уже сознательно придавалась определенная форма. Эти
орудия, получившие название ручных рубил (или ударников),
представляют собой кремневые желваки различной величины и формы1,
поверхность которых с обеих сторон тщательно оббита более или менее частыми
и крупными сколами.
Ручное рубило первоначально являлось универсальным орудием
труда, так как им можно было растирать и размельчать растительную
пищу, соскабливать и очищать кожуру и кору, раздроблять орех и
1 Первые рубила имели длину 18—20 ел* и более, вес от 50—70 г до 2 кг (этп
размеры затем несколько уменьшаются); рубила обладали овальной, дисковидной или
треугольной формой.
2(>
т. п. Со временем человек научился изготовлять ручные рубила разного
типа (рис. 2).
Рубила имели острие и волнистые края, пригодные для
разрывания, скобления и т. д., и удлиненный конец, удобный для толкающих
Рис. 1. Первые каменные орудия труда — эолиты.
а колющих действий. Такое орудие можно было получить путем
двухсторонней оббивки камня.
Делать отщепы камня определенной величины и формы
древнейшие люди могли только в том случае, если они использовали закон
параллелограмма сил (конечно, так же неосознанно и ощупью, как это
делали и их продолжатели, древнегреческие каменотесы).
27
Развитие производительных сил, прежде всего усовершенствование
орудий труда, подготовило переход от первобытного стада к древнейшей
форме родового общества — материнской родовой общине, т. е. коллек^
Рис. 2. Различные виды ручного рубила.
тиву, связанному узами родства. Огромную роль в подготовке этого
перехода сыграло освоение способов искусственного добывания огня, которые
уже были известны неандертальцам.
Открытие огня и способы его добывания
Открытие огня, по словам Энгельса, «впервые доставило человеку
господство над определенной силой природы и тем окончательно отделило
человека от животного царства»1.
Об открытии человеком огня имеются самые различные
предположения. Во всяком случае можно утверждать, что человек вначале
познакомился с так называемым «диким» огнем, полученным в результате
естественных явлений природы (действие вулканов, удар молнии в дерево
и т. д.).
Полезные свойства огня: его свет, способность согревать и размягчать
растительную и животную пищу — заставили первобытных людей
позаботиться о его поддерживании. Постоянно подбрасывая в костер дроваг
зажигая новый факел от потухающего, люди старались сохранить огонь.
Тем самым «дикий» огонь постепенно превращался в «домашний».
Прошло много времени, пока человек научился не только сохранять,,
но и добывать его, однако и после этого люди стремились постоянно
поддерживать огонь, так как способы добывания его были слишком
трудоемки2.
1 Ф. Энгельс, Анти-Дюринг, М., 1955, стр. 108.
2 Русский путешественник Н. Н. Миклухо-Маклай, проживший в 1870-х годах
несколько лет среди папуасов яа северо-восточном берегу острова Новой Гвинеи,
наблюдал, как туземцы поддерживали постоянный огонь в своих жилищах или около
них. Они носили его в виде головешек или зажженых сучьев на свои поля, брали
с собой при своих путешествиях по суше и морю.
28
Существовали самые различные способы искусственного добывания
огня. Археологические и этнографические материалы дают все основания
предполагать, что наиболее древними способами добывания огня
являлись: выскабливание, высверливание, выпиливание и высекание огня
при ударе камня о железо (рис. 3).
При выскабливании (или выпахивании) огня деревяшку в виде полена,
в которой имеется мелкий желобок или бороздка, слепо оканчивающаяся,
удерживали коленом. Затем заостренной деревянной палочкой обеими
руками водят по бороздке вперед и назад под углом в 30—35°. При
большой скорости движения палочки бороздка выскабливается, в конце ее
собираются опилки, которые через некоторое время начинают тлеть. При
раздувании они загораются.
Наиболее широко во всех частях света применялось высверливание
огня. Этот способ состоит в том, что кусок сухого дерева, в котором
делается небольшое углубление, кладут горизонтально и поддерживают
ногами. Деревянная палочка с несколько закругленным концом
вставляется в углубление и затем быстро вращается руками. В результате
трения происходит нагревание, и сухой мох, положенный в углубление,
опилки или другой какой-либо загорающийся материал воспламеняется.
Рас. 3. Орудия для добывания огня трением и сверлением.
Этот способ был постепенно усовершенствован: вместо палочки стали
применять лук, ременная тетива которого охватывала петлей
вертикальную палочку. Быстрее всего огонь возникал при вращении
вертикальной палочки посредством лука или веревки (ремешка),
охватывающей ее петлей.
Более поздним способом высверливания огня явилось применение
так называемого насосного сверла. В этом инструменте к нижней части
сверлящей палочки прикреплялся маховичок, а с верхнего конца
палочки в обе стороны шли короткие шнуры, свободные концы которых
29
соединялись между собой горизонтальной палочкой. Если постепенно
начать двигать палочку, то шнуры, предварительно намотанные на сверло,
будут сматываться. Палочка начнет быстро вращаться, в результате чего
образуется сильное трение. Насосное сверло дает огонь в несколько секунд.
Выпиливание огня производится следующим образом. Берется кусок
ствола бамбука толщиною 10—15 см, расщепляется вдоль на две половины,
одна из которых кладется на землю полой стороной вниз. Затем из
Рис. 4. Приемы изготовления каменного орудия.
пластинки бамбука изготовляется нож, которым и пилят ствол поперек.
Древесина бамбука богата кремнеземом, поэтому очень тверда и сильно
нагревается от трения, а сердцевина его способна легко воспламеняться.
Высекание огня при помощи кремня и металла, появившееся
значительно позднее других способов добывания огня, продержалось вплоть до
появления спичек. Первоначально руда, серный колчедан (или пирит)
заменяли металл (железо). Для успешного применения этого способа
необходимо иметь трут, без которого невозможно уловить искру.
Использование огня явилось одним из величайших открытий в
истории человечества. Оно дало возможность победить тьму, избавило
человека от постоянного страха перед мраком, открыло способы борьбы с
холодом, улучшило питание, подняло производительность труда и таким
образом сильно способствовало развитию общества.
Совместная трудовая деятельность, общее жилище, общий огонь,
согревавший его обитателей,—все это с естественной необходимостью
сплачивало и объединяло людей. В своей деятельности человек стал
применять большое количество простых орудий. С этого времени начался
новый этап в развитии человеческого общества, длившийся с 40 до 12 тыс.
лет до н. э., т. е. весь поздний палеолит. Техника этого этапа
характеризовалась накоплением простых орудий, которые создавал человек уже
современного типа (Homo sapiens).
Накопление простых орудий труда
В процессе жизненной практики человек накопил большое количество
случайно отличавшихся друг от друга орудий. Человек не мог не заметить,
что одними из них удобнее выполнять одни операции, а другими — другие.
30
Это способствовало созданию различных орудий труда, их
дифференциации. Первым набором специальных орудий, которыми осуществлялись
различные действия процесса резания, явились: остроконечник,
прикреплявшийся к древку путем обвязывания или с помощью вязкого смолистого
вещества; скребло для соскабливания и подчистки кожи, перерезывания*
мяса, сухожилий; скребок для более чистого выскабливания кожи;
проколка.
Рис. 5. Охотничьи самоловные орудия:
а — петля на птицу, б — петля на мелкого вверя, в — самострел, г — жим
на крупного зверя.
Использование специальных орудий привело к разработке и
примитивной технологии. Для изготовления каменного орудия человек сначала
брал желвак определенной величины и качества, служивший ядрищем
(так называемый «наклеус», обычно дисковидной формы), и с помощью
второго твердого камня (отбойника) получал отщепы. Отщепы
представляли собой только заготовку, которая подвергалась вторичной обработке
Для получения желаемой формы она оббивалась и подправлялась
специальным приемом, получившим название «ретуши». Ретушь
представляла собой тонкую подправку орудия для увеличения эффективности его
действия в целом или для усиления рабочих частей орудия, в
особенности острия (рис. 4).
Дальнейшее совершенствование техники выражалось в применении
все большего количества простых дифференцированных орудий труда,
в использовании огня, изобретении лука и стрел с каменными
наконечниками, применении глиняной посуды.
Большая потребность в камне приводит к необходимости вначале ето
собирать, отбирать и откалывать, а затем и к добыче в недрах земли, т. е. к
зарождению примитивной формы горного дела. Для добычи наиболее
подходящего камня первобытный человек проходил воронкообразные
вертикальные и горизонтальные выработки. Горные работы в это время велись
при помощи оленьих рогов (прообраз кайл) и палок.
Потребность в камне все время увеличивалась. Камень стали
использовать для устройства очагов, загородок для хранения мяса, костей и т. д.
Если раньше люди жили в пещерах, то теперь они стали строить землянки.
Судя по археологическим и этнографическим данным, землянки этого
времени были длиной до 6 м и глубиной до 3 м. По всей вероятности,
перекрывались такие землянки жердями, засыпанными землей.
31
Развитие охоты приводит к употреблению для изготовления орудий
кости и рога, из которых изготовлялись наконечники метательных
орудий, кинжалы, шила и проколки, лощила разных размеров.
Собирательство и охота были очень нелегким способом добывания
пищи. Нередко долгие часы приходилось затрачивать на то, чтобы
отыскать гнездо диких пчел высоко на вершине дерева и с большим трудом
достать оттуда мед. Нелегко было убить птицу на лету, подстеречь,
спрятавшись в зарослях, дичь или стоять в воде с копьем наготове, чтобы успеть
молниеносно пронзить плавающую рыбу. Это толкало первобытного
человека к изобретению более совершенных орудий лова. Постепенно человек
стал пользоваться гарпуном, лассо, накидной сетью и петлей. Затем были
придуманы разнообразные силки, ловчие ямы, ловушки (рис. 5). Создание
всех этих видов орудий, предназначавшихся для охоты, стало возможным
после того, как человек научился связывать, обвязывать разные предметы,
т. е. делать узел.
Изобретение лука и стрел
Первобытный изобретатель, внимательно наблюдая все, что
происходит в природе, сначала стремился только воспроизводить те явления,
которые видел. Он, например, прекрасно знал, что случайно отогнутая ветка
дерева стремительно возвращается в свое естественное положение. Это
явление он использовал для создания различных пружинных ловушек.
Наблюдения за действиями метательных орудий —камня, палки, а затем
а
ь
Рис. 6. Схема использования упругости древка и метательной
стрелы:
i — древко во взведенном состоянии, б — метательная стрела, в — ловушка
с дротиком, г — лук со стрелой.
копья — и пружинных ловушек привели первобытного человека к
изобретению лука и стрел (рис. 6). Лук, тетива и стрелы — эти большие
технические достижения — явились первыми сложными орудиями, которые
не могли быть созданы на предшествующих этапах раннего развития
человека, так как их изобретение предполагает длительное накопление знаний,
а также знакомство с целым рядом других изобретений.
С изобретением лука людям удалось использовать совершенно новую
силу — скрытые силы упругости. Появившиеся в мезолите лук и стрелы
стали основным видом оружия вплоть до XVII в., а в некоторых
странах и до XX в., например на Севере. Лук и стрела позволили человеку
убивать животных и птиц на расстоянии 100—150 м, а в отдельных
случаях длина полета стрелы доходила до 900 м.
32
Появление лука и стрел способствовало переходу от примитивных
форм охоты к более эффективной ее организации, благодаря чему
расширились возможности добычи мясной пищи. В связи с этим
охота вскоре стала одной из основных отраслей хозяйства (рис. 7).
Стремясь улучшить стрелы, т. е. увеличить их убойную силу,
первобытный человек стал делать для них костяные и каменные наконечники.
Рис. 7. Рисунок в скальных навесах испанского Леванта.
Сцена охоты на горного козла и группа бегущих воинов.
Для этого использовались небольшие кусочки кремня, размеры которых
не превышали 1—2 см.
Вскоре эти кусочки кремня стали использовать как вкладыши для
других орудий. Для этой цели в костяном или деревянном орудии делались
прорези-щели, куда и вкладывались кусочки кремня.
Вкладыши и наконечники для стрел, в большом количестве обнару-
женные на стоянках первобытного человека, в науке получили название
микролитов.
Появление лука и стрел, а затем и широкое их распространение
относится к эпохе мезолита и раннего неолита (с 12 до 4 тыс. лет до н. э.).
В это время было сделано еще одно важное изобретение: обжиг
глиняной посуды, придавший глиняной массе камневидность,
водоустойчивость и огнестойкость. Существуют разнообразные гипотезы о появлении
первой керамики. По одной из них древнейшие сосуды плелись из веток и
обмазывались глиной. Когда эти сосуды случайно попадали в огонь,
плетеная часть их сгорала, а глиняная затвердевала настолько, что люди со
временем не могли не заметить преимущества сосудов из обожженной
33
глины. С изобретением глиняных сосудов человек получил новые
возможности для приготовления и хранения пищи, что было особенно важным
на последующих этапах развития общества.
Появление сложных орудий труда
Развитие охоты способствовало приручению животных и возникновению
первобытного скотоводства, поставившего во главе хозяйственной
деятельности мужчину. В результате этого начинает разлагаться родовая община
и возникает патриархальная семья.
Скотоводство способствовало выделению пастушеских племен,
которые не только производили больше продуктов, чем охотники, но и могли
накапливать их. Это привело к возможности регулярного обмена.
Одновременно начинает складываться примитивное земледелие с обработкой
земли мотыгой и возделыванием ячменя и пшеницы.
В это время (поздний неолит, охватывающий время с 4 до 3 тыс. лет
до н. э.) характерными орудиями становятся каменный топор-колун и
каменная мотыга (рис.. 8).
Топор, появившийся еще в раннем неолите, был неоценим при
строительстве шалашей и хижин, но особенно он был важен для производства
лодок — долбленых челнов. Вначале топор изготовлялся из кремневого
отщепа треугольной формы. Длина его доходила до 10—15 см. Рабочей
частью топора служило широкое скошенное лезвие, первоначально
образованное не шлифовкой, а сколом, полученным от удара отбойником сбоку.
Сначала каменное лезвие укреплялось в расщепленном конце деревянной
Рис. 8. Каменные топоры ы мотыги, составные орудия.
рукояти. Применение рукояти сыграло большую роль в повышении
эффективности работы человека.
Длительное употребление каменного топора показало, что он не мог при
раскалывании давать желательного эффекта и оставлял поэтому рваные,
несколько выпуклые следы резания. Кроме того, при работе топором
требовалась большая затрата энергии. Стремясь облегчить свой труд, люди
начали более тщательно отделывать лезвие топора. Путем длительного
опыта были освоены приемы шлифования и полирования, для чего
впоследствии было изобретено примитивное шлифовальное устройство.
Коэффициент полезного действия неолитических топоров с рукоятями равнялся
0,78—0,89, т. е. был не ниже КПД современных ручных орудий.
34
Мотыга представляла собой продолговатое, узкое каменное орудие,
отделанное на поверхности крупными сколами и заканчивающееся
заостренным или притуплённым концом.
Крупнейшим изобретением этого времени является сверление,
применявшееся как для добывания огня, так и для изготовления орудий.
Вначале сверление производилось сверлом, состоявшим из палочки
с укрепленным на конце камнем. Для усиления действия сверла
использовали песок и воду. Затем человек стал применять для сверления
пустотелую кость и, наконец, изобрел специальные сверлильные снаряды
(рис. 9).
Рис. 9. Сверлильный спаряд.
Реконструкция.
Развитие производства все в большей и большей степени
увеличивало спрос на каменное сырье, которое употреблялось не только для
изготовления орудий труда, но шло и на строительство жилья, укреплений
общественных сооруя^енпй — мегалитов. В это же время возводились
менгиры (каменные столбы), кромлехи (менгиры, расположенные по кругу).
До нашего времени сохранились целые ряды менгиров и дольменов,
сложенных из нескольких стоящих и перекрытых плит.
Для возведения таких сооружений1 первобытный человек долячен
был прибегнуть к таким специальным, хотя и простым, средствам, как
рычаги, деревянные катки, клинья, а также наклонные плоскости.
В результате значительного расхода камня, особенно кремня,
поверхностные запасы его начали истощаться2. Для изготовления орудий
стали применять другие виды горных пород (гранит, нефрит и др.), а также
перешли к преднамеренной добыче камня из недр земли.
Развитию горного дела способствовало и то, что невыветренный
кремень, добытый из-под земли, при изготовлении из него орудий обладал
лучшими качествами, чем выветренный, обнаруженный на поверхности.
Все это привело к тому, что для добычи кремня стали сооружать
примитивные шахтные стволы, проходившие сквозь наносные породы и
маломощные пласты песка с малым содержанием кремня к пластам, наиболее
богатым кремнем.
1 Некоторые из менгиров достигают высоты до 20 м и весят до 350 т, а вес
плиты дольменов достигает 40 т.
2 Достаточно, например, указать, что на некоторых неолитических стоянках
было обнаружено свыше 40 тыс. орудий и облюмков кремня.
35
Рост потребности в орудиях труда заставлял отдельных членов родовой
общины заниматься только добычей каменного сырья и изготовлением
из него различных орудий. В связи с этим в поселениях неолитического
человека возникают своеобразные мастерские по выделке орудий труда
и оружия.
Другие отрасли производства материальных благ (изготовление
жилищ, глиняной посуды, одежды и т. д.) также получили более высокое
развитие. Больше того, они оказали значительное воздействие на
расширение существовавших отраслей хозяйства и содействовали возникновению
новых отраслей (например, примитивного текстильного дела), вызванных
все растущими потребностями людей.
Первое применение металла
Переход от каменных орудий к металлическим и соответственно от
возделывания растений к земледелию имел колоссальное значение в
истории человеческого общества.
Археологические материалы свидетельствуют, что для изготовления
орудий и оружия человек прежде всего стал употреблять медь, хотя золото
он, видимо, знал еще раньше. Во всяком случае археологические раскопки
показывают, что первые медные орудия
(кирка, кинжал и небольшой топор),
похожие на каменные, относятся еще к
энеолиту, т. е. переходному периоду от
каменного века к бронзовому (от 4 до 3 тыс. лет
до н. э.).
Предполагают, что человек в поисках
каменного сырья нашел самородную медь.
Исследования археологических находок
подтверждают, что вначале первобытный
человек не знал способа плавки
самородной меди и в основном применял ковку.
Медь по своей твердости уступает
кремню, обсидиану и многим другим
плотным каменным породам. Однако она
обладает большими преимуществами перед
камнем. Самородную медь можно ковать,
Рис. 10. Медный топор придавая ей необходимую форму, даже в
с проушиной. холодном состоянии. Для того чтобы
изготовить каменный топор и его
отшлифовать, неолитическому человеку требовалось затратить месяцы
напряженного труда, в то время как из самородной меди топор можно уже было
сделать быстрее и с большей легкостью.
Обработка самородной меди привела первобытных людей к важным
наблюдениям. Во-первых, в результате ударов каменного молота медь
становилась более твердой и поэтому пригодной для производства орудий.
Тем самым были выработаны приемы холодной обработки металла.
Во-вторых, занимаясь обработкой меди, человек открыл возможность плавки
металла. Кусок самородной меди или найденной руды, содержащей металл,
попавший в огонь костра или в очажную яму, позволил человеку
обнаружить новые и несвойственные камню особенности: от сильного
нагревания происходило неполное восстановление металла, который
расплавлялся и, остывая, приобретал новый вид. При использовании более высокой
температуры качество выплавляемого металла улучшалось.
36
Занимаясь обработкой самородной меди, человек открыл возможность
плавления металла. К этому времени уже была известна гончарная печь,
температура пламени в которой значительно выше, чем в костре.
Используя такую печь, люди смогли начать систематическую выплавку меди.
Впервые выплавка меди из руд была освоена в 4 тысячелетии до
н. э. в ряде стран Передней Азии, Египта, Индии. Из меди делали
кинжалы, топоры, наконечники копий и стрел и т. д. (рис. 10). Из
меди производили и предметы, которые нельзя было сделать из камня:
трубы, проволоку, гвозди и т. п. Важно отметить, что человек получил
возможность чинить изготовленные из меди орудия.
Однако медные орудия в это время не смогли вытеснить каменные,
так как способы выплавки меди были несовершенны и месторождения
богатых руд еще не были открыты.
Возникновение земледелия
В неолитическую эпоху возникает мотыжное земледелие. Некоторые
племена, используя благоприятные природные условия тех районов, в
которых они жили, перешли от собирательства к земледелию и от охоты на
диких животных к скотоводству. Это был важный шаг по пути освоения
природы, давший человеку возможность заготавливать пищу и тем самым
уже в известной мере не зависеть от капризов природы.
Труд первых земледельцев, имевших в своем распоряжении только
грубые каменные и деревянные орудия, был изнурительным. Они тратили
много усилий при обработке почвы, выкорчевывании корней, ухаживании
за посевами и сборе урожая. Поэтому постепенно стали производиться
специальные орудия для этих работ: мотыги, серпы, зернотерки, сосуды
для хранения продуктов земледелия.
Разведение домашнего скота позволило людям использовать мясо,
шкуры и шерсть, а затем и молоко животных. Скотоводство привело к
расширению вьючного и гужевого транспорта, а также к применению
тягловой силы в земледелии, что в свою очередь оказало большое влияние на
развитие самого земледелия.
Земледелие все больше и больше требовало оседлого образа жизни.
Люди начинают строить поселки, состоящие из нескольких домов, пол
и стены которых обмазывались толстым слоем глины1. Основа такого
дома делалась из столбов и прутьев.
Освоение способов выплавки меди дало людям более совершенные
орудия не только для возделывания почвы и сбора урожая, но и для
изготовления деревянных изделий, которые широко использовались в земледелии.
Медные мотыги, имевшие деревянные рукояти, и лопаты позволили
выполнять большие земляные работы, требуемые для сооружения оросительных
каналов в засушливых районах.
Несколько позже (в 3 тыс. г. до н. э.) в районе Двуречья и в Египте
стали применять деревянный плуг. Запрягая в плуг домашних животных„
человек значительно повысил производительность труда в земледелии.
Итак, развитие техники первобытнообщинного способа производства
характеризуется появлением отдельных орудий труда, накоплением
простых орудий, появлением сложных орудий. Изобретение лука и стрел
1 Такие поселки наиболее хорошо изучены при раскопках в селении Триполье
на Днепре, ниже Киева, где были найдены даже глиняные модели таких жилищ.
37
содействовало переходу от собирательства к охотничьему образу жизни,
приручению животных и к первобытному скотоводству. Крупнейшими
открытиями и изобретениями этого периода являются освоение и
добывание огня, изобретение лука и стрел, изготовление керамики, первое
применение металла. Человек осваивает методы обработки камня и металла,
оббивку, скол, ретушь, резание, шлифование, сверление, пиление. В связи
с развитием производительных сил вначале появляется естественное
(по полу и возрасту), а затем и общественное (скотоводство,
земледелие, ремесло) разделение труда. Развитие производительных сил сделало
рабочую силу человека способной производить больше продуктов, чем
это необходимо для поддержания его существования, появилась
возможность получения прибавочного труда и продукта.
Общественное разделение труда и расширение обмена привели к
возникновению в первобытнообщинном обществе частной собственности и
имущественного неравенства, к разделению общества на классы и к
эксплуатации человека человеком. Это привело к разложению
первобытнообщинного строя.
ГЛАВА II
ТЕХНИКА РАБОВЛАДЕЛЬЧЕСКОГО СПОСОБА
ПРОИЗВОДСТВА
(Развитие и распространение сложных орудий труда)
Ш Ш раньше всего произошел в странах Древнего Востока.
Рабовладельческий способ производства господствовал в Месопотамии (Щуме-
рийское государство, Вавилония, Ассирия и др.), в Египте, Индии и
Китае с конца IV и до II тысячелетия до н. э.; в Закавказье
(государство Урарту) — в I тысячелетии до н. э.; в Хорезме — с VIII—VII вв. до
н. э. по V—VI вв. и. э. В Греции рабовладельческий способ
производства достиг своего расцвета в V—IV вв. до н. э. Наивысшее развитие
рабовладельческий строй получил в Риме в период со II в. до н. э. по II в. н. э.
Производственные отношения рабовладельческого строя
характеризуются частной собственностью рабовладельцев на средства производства,
а также на самого работника — раба. Рабовладельцы присваивали продукт,
созданный трудом раба. Раб считался вещью, он находился в полном
и безраздельном распоряжении рабовладельца. Рабов не только
эксплуатировали — их продавали, покупали, как скот, и даже безнаказанно
убивали. Эксплуатация рабов рабовладельцами составляет главную черту
производственных отношений рабовладельческого общества.
Вместе с эксплуатацией человека человеком возникли и
антагонистические классы—рабовладельцы и рабы, угнетатели и угнетенные.
Возникло и государство как орган классового господства рабовладельцев.
Первыми рабами были пленные, захваченные во время войн между
племенами. Сначала пленных убивали, однако с возникновением прибавочного
продукта рабовладельцам стало выгодным сохранять пленным жизнь
и превращать их в рабов. Кроме пленных в рабов стали превращать
также членов рода за долш.
Производственные отношения в основном соответствовали
производительным силам, характеризующимся широким применением сложных
орудий труда, изготовляемых уже из металла, появлением скотоводства,
земледелия, ремесла. На первых порах они открыли значительные
возможности для дальнейшего развития производительных сил, прежде
всего в земледелии и скотоводстве. Совершенствование средств труда,
увеличение поголовья скота и использование его как тягловой силы
позволило расширить масштабы земледелия и скотоводства,
организовать крупные рабовладельческие латифундии, в которых порою были заняты
сотни и тысячи рабов. Однако развитие техники в это время шло крайне
медленно, так как производство основывалось на труде рабов, не
заинтересованных в усовершенствовании орудий и процессов труда. Дешевый
рабский труд мало способствовал изобретению новых технических средств.
39
Превращение рабского труда в основу хозяйства позволило
использовать в широких масштабах простую кооперацию труда. Только благодаря
простой кооперации труда народы Египта, Индии, Китая, Рима, Греции
Закавказья, Средней Азии смогли воздвигнуть гигантские сооружения:
дороги, мосты, ирригационные сооружения, военные укрепления, храмы,
дворцы.
Значительное развитие в рабовладельческом обществе получило
общественное разделение труда, выражавшееся в специализации
сельскохозяйственного и ремесленного производства, что создавало условия для
повышения производительности труда.
Применение рабского труда усилило обособление ремесла от
земледелия и тем самым вызвало развитие многочисленных его отраслей.
Характерное для рабовладельческого строя образование крупных городов
привело к специализации внутри ремесла. «В мелких городах один и тот же
человек делает ложа, двери, плуги, столы; иногда он, кроме того, строит
дома, и очень рад, если имеет достаточное количество подобного рода
заказов, необходимых для поддержания его жизни»,— писал греческий
автор V века до н. э. Ксенофонт. «Совершенно невозможно,— указывал
он далее,— чтобы человек, занимающийся столь различными делами, все
делал хорошо. Но в крупных городах, где каждый работник находит
многих покупателей, ему достаточно знать одно ремесло, чтобы
прокормиться»1. А его младший современник, Изократ, признавал, что «в области
искусства и ремесел египтяне превзошли своих соперников больше, чем
мастер превосходит необученного работника»2; это стало возможным
благодаря такой организации общества, при которой каждый человек всегда
занимается одним и тем же делом и поэтому качество его работы наиболее
совершенно. Непосредственным следствием образования отдельных ремесел
явилась известная специализация и орудий труда, наиболее наглядно
проявившаяся в молотке. В рабовладельческом Риме во времена Юлия
Цезаря уже применялись его основные специализированные формы: куз-
нечно-слесарная, плотничная, сапожная, каменотесная и т. п.
Специализация работника только на одном виде ремесла создала
условия для появления целого ряда изобретений, невозможных в
предшествующий период. Среди них особенное хозяйственное значение имели плуг,
мельница, прессы для винограда и маслин, грузоподъемные механизмы,
способы термической обработки железа, применение пайки, штамповки
и травления металла, изготовление кислого хлеба, развитие механизмов,
иостроепных на ротационном принципе. К этой эпохе относятся первые
попытки замены человека в тех случаях, когда он функционировал
только в качестве двигательной силы, силами животных, воды и ветра.
Большое влияние на развитие техники рабовладельческого общества
оказало третье крупное общественное разделение труда, выделение класса
купцов, которые занимались не производством, а только обменом
продуктов. Купцы в погоне за наживой покупали товары у производителей,
привозили товары на рынки сбыта, иногда довольно далеко от места
производства, и продавали потребителям. С появлением и деятельностью купцов
связано быстрое усовершенствование дорог, средств передвижения и тары,
производство предметов роскоши и чеканка монеты. Развитие торговли
привело к широкому применению колесной повозки и парусного корабля.
Развитие ремесла и торговли привело к образованию городов. На
первых порах в городах значительная часть населения продолжала
заниматься земледелием и скотоводством. Однако постепенно города стано-
1 Цит. по: К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 374.
2 Там же, стр. 375.
40
вились центрами ремесла и торговли. В них оседала рабовладельческая
знать, купцы, ремесленники, формировался государственный аппарат,
армия. Рабовладельцы, купцы, ростовщики эксплуатировали не только
городскую бедноту, но и трудящиеся массы в деревне, возбуждая их
ненависть к городу. Тем самым было положено начало
противоположности между городом и деревней.
Превращение войны в необходимый источник постоянного снабжения
хозяйства рабами вызвало развитие военной техники ъ отношении как
наступательного, так и оборонительного вооружения. Железный меч
и железные доспехи, каменные крепостные стены и разнообразные осадные
орудия — таковы характерные проявления этого развития.
Применение труда рабов позволило рабовладельцам освободиться
от физического труда и переложить его на рабов. Занятия государствен-
нбши делами, науками и искусствами сосредоточились в руках верхушки
рабовладельцев. Рабовладельческий строй положил начало
противоположности между физическим и умственным трудом, создав разрыв между
ними.
Будучи простейшей формой разделения труда, рабство создало условия
для появления таких изобретателей, как Архимед и Герон
Александрийский, и таких теоретиков, как Аристотель и Эвклид. Достижения
греческой науки, которые Энгельс называет «гениальными догадками», были
продуктом именно отделения от труда «духовных потенций производства».
Однако эта же самая простая кооперация рабов, избавившая от
физического труда рабовладельцев, привела к образованию в среде рабов слоя,
который принимал активное участие в создании античной культуры. Это
былд управляющие сельскохозяйственными имениями (виллами) и
промышленными предприятиями (эргастериями) с довольно значительным
штатом помощников, мастеров и десятников (декурионов). В числе рабов
были чтецы, секретари, библиотекари, переписчики, счетчики, живописцы,
скульпторы и т. п. Такие «презренные» изобретения, как «римский» плуг
с отвалом и отрезом и описанная Плинием «гальская» жнейка, являлись,
ао-видимому, делом рук этого слоя рабов.
Орудия труда из бронзы
Люди еще в энеолите научились изготовлять орудия труда из меди.
Сначала их ковали из самородной меди, а затем стали выплавлять медь
из руды и плавить ее для литья орудий. Занимаясь этим, нельзя было
не заметить черные, коричневые и красновато-коричневые куски
важнейшей оловянной руды — кассиарита, или оловянного камня (Sn02). Это,
а также наблюдения над свойствами медных руд, содержащих
незначительные (до 2%) примеси олова, привели к важному открытию:
прибавление к меди олова придает металлу лучшие качества. Так был изобретен
первый искусственный сплав — бронза.
Бронза обладает значительными преимуществами перед медью. Она
имеет более низкую температуру плавления, примерно 700—900°, более
высокие литейные качества, а при охлаждении обладает значительной
прочностью и твердостью. Если медное орудие в основном ковалось, то
бронзовое отливалось, что имело большое значение, так как это открыло
возможность массового производства орудий и оружия.
Этот древнейший период употребления металлов получил название
бронзового века, приблизительные хронологические границы которого —
начало III тыс.— I тыс. до н. э.
Применение бронзы позволило не только улучшить качество орудий
труда и оружия, но и значительно их разнообразить, а главное, ускорить
41
процесс их изготовления. Из бронзы выделывались разнообразные топоры,
ножи, серпы, мотыги и т. п., а также оружие: копья, мечи (иногда длиной
до 1 метра), стрелы и др. Кроме того, бронза стала основным
материалом для изготовления предметов украшения, выделывания всевозможной
утвари, скульптурных произведений.
Бронзовое литье в Древнем Египте производилось следующим
образом. На маленьких низких кострах, в которых огонь поддержи-
Рис. 11. Литейщики.
Древний Египет. Роспись из гробницы в Фивах. XVIII династия.
нался углем и раздувался специальными мехами, металл расплавлялся
в тиглях. Рабы снимали их с огня при помощи эластичных тростей.
Из тиглей расплавленный металл выливался через небольшие воронки
в каменные формы для выделки орудий и оружия.
Распространение металла привело к освоению ряда методов его
обработки. Так, при горячей обработке применялось литье, паяние и в
незначительных размерах — сварка. Холодная обработка металла
употреблялась при ковке, выделке листовой меди, отдельных готовых изделий, при
волочении медной, золотой и свинцовой проволоки. Кроме того, были
известны некоторые специальные приемы обработки металла,
применявшиеся в зарождающемся ювелирном деле (инкрустация, скань и
филигрань).
Добывание металла из руды и отливка предметов из меди и бронзы
требовали производственной специализации, а распространение изделий—
определенных форм обмена. В странах Древнего Востока это рано привело
к выделению ремесла и торговли. В Европе, где в то время еще
существовал первобытнообщинный строй, этот процесс общественного разделения
труда не мог не привести к подобным же, хотя и более ограниченным,
результатам.
42
Однако бронза являлась слишком редким и дорогим материалом,
и поэтому после ее появления основные орудия труда по-прежнему были
каменными и деревянными. Она шла главным образом на оружие и
украшения. Говоря об этом, Ф. Энгельс подчеркивал, что «медь и олово и
выплавляемая из них бронза были важнейшими металлами; бронза давала
пригодные орудия и оружие, но не могла вытеснить каменные орудия; это
было под силу только железу, а добывать железо еще не умели»1.
Выплавка железа — одно из крупнейших
достижений человечества
Крупнейшим достижением человечества, вызвавшим бурный рост
производительных сил, явилось получение и применение железа. Железо
окончательно вытеснило каменные орудия, чего не могли сделать ни медь,
ни бронза.
В Китае я^елезо было известно уже в 2357 г. до н. э., а в Египте—
в 2800 г. до н. э., хотя в Египте еще в 1600 г. до н. э. на железо смотрели
как на диковину. В эти времена оно еще не получило широкого
распространения. Железный век в Европе начался приблизительно за 1000 лет
до б. э., когда на берега Средиземного моря проникло искусство получения
железа.
Правда, следует отметить, что с чистым железом люди познакомились
еще в эпоху энеолита, однако никакого практического значения этот
факт еще не имел. Дело в том, что в чистом виде железо в природе
встречается в метеоритах. Эти падающие с неба куски металла стали предметом
культа у некоторых народов: они встречаются при раскопках ряда
стоянок.
В отличие от меди и олова железо в древности добывалось повсюду
из озерных, болотистых, луговых и других руд, которые в настоящее
премя уже не имеют большого практического значения.
Одним из величайших изобретений человечества был сыродутный
процесс получения железа. При этом процессе восстановление железа из руды
достигается при температуре 900°. Для получения железа сыродутным
способом руда дробилась и затем обжигалась на открытом огне; после
этого в ямах или небольших глиняных печах производилось
восстановление металла. Для восстановления металла в горн добавлялся
древесный уголь и нагнетался воздух. В результате процесса на дне глиняной
печи образовывалась так называемая крица — комок пористого
тестообразного и сильно загрязненного железа весом от 1 до 8 кг. Ее необходимо
было затем подвергать многократной горячей проковке, после чего из
нее изготовляли различные орудия труда и оружие.
Кожаные меха, которыми нагнетался воздух в горны, были
изобретены для ускорения плавки меди. Для сыродутного процесса кожаные
меха стали совершенно необходимы. Без них люди не смогли бы получать
железо. Впервые усовершенствованная искусственная воздуходувка
появилась в Египте около 1580 г. до н. э.
Кричное железо, которое получалось в результате сыродутного
процесса, отличалось мягкостью. Однако еще в древности был открыт способ
получения более твердого металла. Для этого применялось сваривание,
а также закалка железных изделий или их цементация.
Способ получения сварного железа, а также методы поверхностной
закалки, по-видимому, были впервые применены в 1400 г. до н. э. в Арме-
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 293.
43
нии, в небольшом местечке Шохдок-Карадаг, расположенном к северо-
востоку от горы Арарат. Здесь имелись богатые залежи железных руд, так
называемых гематитов, а также запасы топлива в виде обширных лесных
массивов. Жители этого района начали выплавлять железо, основываясь
на опыте разработки и плавки медных руд.
Выплавляемое в Закавказье железо шло в Месопотамскую долину,
в Шумерийское государство, в страны, расположенные в Передней Азии,,
а оттуда — и в Египет. Несколько позже возникли и другие центры выделки
железа.
Стремление иметь более прочные орудия труда и оружие привело
к открытию производства стали. Уже в античном мире начиная с
первой половины I тысячелетия до н. э. сталь широко употреблялась для
изготовления орудий труда и оружия. Греческие авторы в своих работах
различают понятия железа, которое они называли «сидеро», и стали,
которую они называли «халипс»1.
Железо очень скоро проникло во все области производства, быта>
и военного дела, так как улучшение способов выплавки сделало его
дешевым металлом. Оно произвело переворот во всех областях
производства.
Распространение железа оказало влияние и на такие отрасли
хозяйства, как рыболовство, охота и др. Важную роль железо сыграло и в
изменении методов обработки дерева. Дерево в древности являлось основным-
материалом для строительства домов, сооружения средств передвижения
по суше и воде, изготовления разнообразной утвари и т. д. Поэтому
усовершенствование методов обработки дерева при помощи железных
инструментов позволило поднять производительность труда в
строительном деле.
Распространение железной металлургии и железных орудий привела
человечество к последнему периоду первобытной истории, который
Ф. Энгельс характеризует как эпоху «железного меча, а вместе с Tew
железного плуга и топора»2.
Земледелие и оросительные сооружения
Особенно большое значение имело железо для развития земледелия.
Железный топор и соха с железным лемехом способствовали
расширению обработки земли. Железные орудия обеспечили обработку полей
не только в безлесных, но и в лесных местах, где приходилось
предварительно вырубать деревья.
Вместе с распространением железа земледелие превратилось в
важную отрасль производства. Развитие земледелия отразилось и на
характере скотоводства, которое либо превратилось в дополнение к
земледелию, либо развивалось в самостоятельную отрасль—кочевое скотоводство.
Условием возникновения пашенного земледелия, которое было
характерно для рабовладельческого строя, явились, с одной стороны,
применение металлических орудий, а с другой — развитое скотоводство,
давшее необходимую тяговую силу. Правда, зачастую в качестве тяговой силы
продолжали применять рабов (рис. 12).
Широкое распространение пашенного земледелия, однако,
основывалось еще на довольно примитивных орудиях труда. Основным орудием был
первобытный плуг—деревянное почвообрабатывающее орудие с отдельными
1 Это название происходило от парода халипсов, жившего в то время на
юго-восточном берегу Черного моря.
2 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные произведения, т. II, стр. 295
44
Рис. 12. Пахота на людях.
Рельеф из гробницы в Элькабе.
XVIII династия.
металлическими частями (сошник и крепление)1. Кроме того,
использовались борона, серпы и косы. Для молотьбы применялись деревянные цепы,
а также катки.
В Египте и других рабовладельческих государствах
применялась залежная система земледелия. В зависимости от
географических условий использовались две модификации этой системы: для
степных районов — собственно
залежная, а для лесных — подсечная
или огневая (лядинная). При
такой системе ведения земледелия
использовалось естественное
плодородие почвы в течение 3—4 лет.
Затем обрабатываемый участок
забрасывался (в залежь). Вскоре
он зарастал сорной, а затем и
дикой растительностью. Через 15—
25 лет плодородие почвы
восстанавливалось.
Природные условия земледелия в засушливых странах Востока,
особенно в Египте, привели к введению искусственного орошения
(ирригационное земледелие). Оценивая значение искусственного орошения,
К. Маркс писал: «Климатические условия и своеобразие поверхности,
особенно наличие огромных
пространств пустыни, тянущейся от
Сахары через Аравию, Персию, Индию
и Татарию вплоть до наиболее
возвышенных областей Азиатского
плоскогорья, сделали систему
искусственного орошения при помощи
каналов и ирригационных сооружений
основой восточного земледелия»2.
Необходимость поддерживать сеть
этих искусственных каналов, систем
и водных сооружений
способствовала хозяйственной и политической
централизации древневосточных
государств.
Обычно для задержания воды и
ее поднятия использовались
плотины, которые сооружались из земли,
вынутой при рытье каналов, из
хвороста, тростника, камыша и ила,
смешанного с соломой. Большие
плотины для прочности обсаживались
деревьями. Камень использовался
в основном для сооружения только горловин плотин и при строительстве
набережных.
В Египте для подъема воды на высоко расположенные поля наиболее
широкое распространение получили так называемые шадуфы (рис. 13).
Кожаное ведро привязывалось веревкой к концу длинного шеста,
укрепленного на стойке таким образом, чтобы оно могло подниматься и опускаться.
1 Правда, в некоторых рабовладельческих государствах (Китай, Рим, Древняя
Греция) появился в эту эпоху железный плуг, но значительное распространение он
получил лишь в феодальный период.
2 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 9, стр. 132.
Рис. 13. Водоподъемное
шадуф.
По Египетской росписи
середины II тыс. до н. э.
устроыство
45
На другом конце шеста имелся груз, который уравновешивал ведрог
наполненное водой. При помощи такого сооружения можно было в течение
часа поднять на высоту двух метров 3400 л воды, на высоту трех метров —
2700 л, на высоту шести метров — 1550 л. Если было необходимо
поднимать воду на более значительную высоту, то устанавливали
последовательно несколько шадуфов.
Применение водоотливных средств (шадуфов), грандиозные
ирригационные работы, сооружение дамб и плотин позволили египтянам осушить
большие площади плодородной земли по берегам Нила, ранее занятой
болотами. Это привело к расширению плодородных земель и
увеличению хлебных излишков у земледельцев. Одновременно шло и изменение
системы земледелия.
Работы над созданием ирригационного хозяйства, применение новых
систем земледелия были возможны только при определенном уровне
развития техники, но они в свою очередь неизбежно должны были содействовать
дальнейшему усовершенствованию сельскохозяйственной техники, а также
изобретению новых орудий труда, которыми пользовались в
земледелии.
Обособление ремесла от земледелия
Специализация ремесел показала, что производительность труда
зависит не только от виртуозности работника, но также и от совершенства
его орудий. Применение одного и того же орудия в различных частичных
операциях, из которых складывается производство продукта, и
выполнение различных операций одним и. тем же орудием дали почувствовать
необходимость их изменения, направление которого подсказывалось особыми
трудностями их употребления в неизменном виде. Так возникла
дифференциация инструментов, благодаря которой они приобрели прочные
формы. Так, в руках кузнеца появились, например, три разновидности
молота: кувалда, ручник и молоточек для чеканки.
Если раньше ремесло было подсобным занятием земледельца и
скотовода, то при рабовладельческом строе гончарное и ткацкое дело, обработка
металла, горное дело и другие ремесла стали основным занятием
определенной группы людей.
Большую роль в выделении ремесла сыграло гончарное дело, развитие
которого было связано с изобретением гончарного круга —
приспособления, позволяющего производить глиняную посуду более правильной
формы и с большей производительностью труда.
Вначале был изобретен ручной гончарный круг, состоящий из
вертикальной оси с вращающимся на ней горизонтальным кругом. Мастер,
вращая левой рукой круг, правой лепил сосуд из жгутов глиняного
теста, которые укладывались в виде спирали. В центре круга
прикреплялась небольшая дощечка, позволявшая формировать дно сосуда. Более
производительным явился ножной гончарный круг. В нижней части
оси он имел тяжелое маховое колесо, которое приводилось в движение
ногами. Это позволяло мастеру работать двумя руками. Сосуд на ножном
круге вытягивался из сплошного куска глины (рис. 14).
Одновременно с появлением гончарного круга были сделаны
усовершенствования и в гончарном горне. Горны, применявшиеся в государствах
Древнего Востока, Греции и Риме, обеспечивали получение надлежащей
температуры и ровного обжига керамических изделий.
Гончарный круг распространялся всюду вместе с гончарными
ремеслами. Так, например, в Древнем Востоке он появился в конце IV и начале
ГП тысячелетия до н. э., в Закавказье и Северном Причерноморье — около
46
VI1 в. до и. э., а в Средней Руси, на Волге и в Германии — в IX—X вв.
н. э., так как именно в то время здесь начало развиваться ремесло.
Большие изменения произошли в производстве одежды. Если
при первобытнообщинном строе одежду изготовляли из шкур
животных, то теперь стали все больше и больше использовать различные ткани.
Рис. 14. Гончарный ножной круг.
Человек еще в глубокой древности умел из пальмовых листьев, лубяных
волокон и стеблей травы плести корзины, циновки и другие изделия. Опыт
корзиночноплетельного дела постепенно был перенесен в ткацкое
ремесло. Важную роль в развитии текстильного ремесла сыграло изобретение
веретена* Применение веретена позволило изготовлять длинную тонкую
нить, равномерную по толщине. Применение ткацкого станка позволило
изготовлять различного вида
ткани. Известно много разновидностей
примитивных ткацких станков,
широко использовавшихся в
течение очень длительного времени.
Развитие земледелия дало для
производства тканей новое сырье:
лен, коноплю, крапиву и др.
Главным сырьем для получения как
грубого и прочного холста, так
и тонкой материи уже в Древнем
Египте стал лен, который затем
начал широко использоваться
в Греции, Риме и других странах.
В рабовладельческом
обществе ремесло приобрело
самостоятельное значение. Выделение ремесла из земледелия еще больше
способствовало развитию общественного разделения труда. Это в свою
очередь создавало условия для повышения производительности труда
и специализации мастеров.
Рис. 15. Ткачихи.
Деталь росписи из гробницы Хнумхетепа.
XII династия.
47
Строительная техника
Развитие ремесел и торговли привело к образованию городов. Первые
города возникли еще на заре рабовладельческого способа производства.
Создание городов в Южном Двуречье (Месопотамская долина), в Египте.
Малой Азии, Закавказье, Индии, Китае относится к III—I тысячелетиям
до н. э.
Обычно в центре крупного месопотамского города того времени
возвышалось сооружение с высокой ступенчатой пирамидой (зиккурат)
(рис. 16), святилищем и царским дворцом. Отсюда осуществлялся надзор
Рис. 16. Зиккурат.
Реконструкция.
за работой рабов и свободных общинников, которые обрабатывали царскую
и храмовую земли. Продукты, взимаемые с сельского населения в виде
налога, хранились в этих пирамидах. Вокруг располагался внутренний
город, который обносился высоким валом или стенами, а за ними
находились пригороды. В целях обороны стены города сооружались очень
мощными. Древний Вавилон, например, имел три оборонительные
стены, толщина которых достигала 8 м. При раскопках древних городов
обнаружены замощенные улицы, водопроводы, канализация.
Постепенно шло и развитие жилищ. Естественно, что их тип во
многом определяют природные условия, в которых живут люди. Но
создание того или иного типа жилищ в большей мере зависит от уровня
производительных сил и состояния техники1. Если в период
первобытнообщинного строя люди могли строить только простейшие жилища
(ветровые заслоны, землянки и т. п.), то при рабовладельческом способе
производства, основанном на жесточайшей эксплуатации рабского труда,
создавались, с одной стороны, богатые дома, усадьбы и дворцы
привилегированной верхушки общества, а с другой — примитивные жилища
рабов и беднейшего крестьянства.
Строительство городов способствовало развитию строительной техники.
Обычно крупные сооружения воздвигались рабами и населением сельских
1 Мы не останавливаемся на развитии архитектуры как искусства, поскольку
это выходит за пределы темы книги.
48
общин. Достаточно, например, указать на строительство пирамиды Хеопса
в Древнем Египте, которая строилась около 30 лет. Тысячи рабов
воздвигали эту пирамиду. Она строилась из каменных блоков весом от 2,5 до
30 т. Высота ее первоначально достигала 146,5 м.
Значительный интерес представляет строительство Великой
китайской стены, начавшееся в IV—III вв. до н. э. Постепенно протяженность
ее была доведена до 4000 км. Высота стены доходила до 10 м. По ее
широкому верху могли ездить повозки и передвигаться колонны войск. Через
каждые несколько сот метров располагались сторожевые башни, а у
главных горных проходов — крепости. Эта стена прикрывала
северо-восточные границы Китая от нападения кочевых народов и обеспечивала
безопасность караванного пути на запад.
Основными строительными материалами были камень, дерево,
кирпич. Распространение того или другого материала во многом зависело
от наличия местных ресурсов.
Ведущим строительным материалом камень стал под влиянием
потребности в монументальных сооружениях. Такие постройки, как крепостная
стена и храм, требовали материалов стойких в отношении огня и
атмосферных воздействий. Железные орудия, обеспечившие возможность более
чистой обтески камня, чем их бронзовые предшественники, создали
условия для развития каменной архитектуры. То обстоятельство, что
камень сопротивляется изгибу в 6 раз меньше, чем сжатию, не давало
возможности перекрывать при помощи его большие пролеты до тех пор, пока
пользовались работающими на изгиб балкой и плитой. Это привело к
господству в древних архитектурах Средней Азии, Египта и Греции балочно-
стоечных конструкций с применением колоннады. Наибольшей каменной
балкой в то время было перекрытие — вход в Афинский Акрополь —
Пропилеев, не превышавшее 3,75 м, а плитой — потолок усыпальницы
фараона в пирамиде Хеопса, длина которой достигала 5,2 м. В тех
случаях, где приходилось перекрывать большие помещения, строители
были вынуждены пользоваться длинными рядами колонн. Увеличить
величину пролетов удалось лишь после изобретения арки и свода, в которых
камень работает на чистое сжатие. Римские строители акведука около
города Нима (Франция) довели размер пролета арки до 24,4 м. Диаметр
купола в мавзолее императора Адриана в Риме достигал 13,5 м.
В поисках способа сооружать монументальные здания на основе
любых местных ресурсов при помощи неквалифицированной рабочей
силы легионеров и военнопленных, под руководством опытного, хорошо
обученного инженера рцмские строители применили изобретенный
древними греками новый строительный материал — бетон. Приготовляемый
из щебня и известкового раствора, который втрамбовывался в слой щебня
деревянными бабами, бетон дал возможность строить монументальные
сооружения в любом месте империи. Возможности этого материала были
использованы при строительстве Римского Пантеона, где цилиндрической
формы здание высотой почти в 22 ж, при толщине стены около 7 м,
диаметром в 43 м перекрыто литым куполом, изготовленным из бетона.
Для сооружения зданий, пирамид, оборонительных городских стен
и т. п. использоцдлись* большие глыбы из известняка или песчаника,
которые тщательно обтесывались и точно пригонялись друг к другу. В
строительном деле широко применяли обтесывание, полировку, штукатурные
работы и украшение уже готового строения орнаментами и надписями. Для
этого использовались тесла, кирки, резцы и другие орудия. Штукатурка
производилась из извести и гипса.
Изготовление кирпича, которое являлось одним из старейших видов
ремесла, дало строительный материал, получивший применение при
49
возведении жилищ и различных сооружений. В Египте кирпич делали
уже за 4000 лет до н. э. Вначале его изготовляли из нильского ила и
высушивали на солнце. Наиболее широко был распространен кирпич,
имевший размеры 85 Х52 ХЗО см. Однако эти кирпичи не были достаточно
прочными. Стремление увеличить время сохранности сооружений, изго-
Рис. 17. Дом рабовладельца.
Египет. Реконструкция.
товленных из кирпича, заставило людей искать новые способы
производства этого строительного материала. Используя опыт гончарного
ремесла, человек стал обжигать кирпич-сырец, что повысило его прочность.
Обожженный кирпич впервые начали употреблять в Древней Месопотамии
и Древней Индии.
Очень важную роль в строительном деле играло дерево. О размерах
его потребления свидетельствует то, что в Египте и Ассирии леса были
быстро уничтожены и дерево приходилась доставлять на специальных
лодках из более богатых лесом стран.
50
Рубка леса в эту эпоху производилась уже металлическими топорами,
широко применялась пила. Универсальным инструментом для обработки
дерева было тесло. Большую роль играл бурав. Широко использовались
сначала деревянные, а затем бронзовые гвозди.
Строительство крупных сооружений потребовало решить задачу
транспортировки больших тяжестей и их подъема на значительную высоту.
Для этого широко использовался известный уже рычаг, затем был
изобретен блок в форме колеса с желобом (ручьем) по окружности, через
который перекинут канат или другая гибкая тяга. Применение блока
позволило изменять направление тяги и получать выигрыш в силе или в
скорости. Изобретение его привело к созданию первых подъемных
механизмов (рис. 18).
Рис. 18. Простейший подъемный механизм.
Реконструкция по описанию Внтрувия.
Транспортировка тяжестей осуществлялась силой рабов или
животных. Большое значение имело применение катков, кругляков, подклады-
ваемых под передвигаемый груз. Благодаря замене трения скольжения
трением качения намного облегчалась транспортировка тяжестей.
В рабовладельческом обществе трудом рабов, ремесленников и
крестьян были созданы замечательные шедевры архитектуры. Дворцы и
другие сооружения Древней Греции и Рима до сих пор поражают своей
красотой.
Горное дело
Обширное строительство требовало большого количества материалов
и прежде всего камня, добывавшегося в специальных каменоломнях. Это
вызвало необходимость усовершенствования орудий и изменения методов
добычи полезных ископаемых.
Камни относительно мягкие (например, известняк) добывали при
помощи каменных, медных, бронзовых, а затем и железных орудий,
которыми производили глубокие горизонтальные и вертикальные врубы. Для
добычи более твердых пород металлическим орудием делали врубы, куда
вбивали сухие деревянные клинья. Эти клинья затем некоторое время
размачивали водой; набухая, они рвали крепкий камень.
Характерной особенностью горного дела при рабовладельческом
строе является переход к добыче руд меди и олова. Это
потребовало создания и новых методов подземной разработки месторождений»
51
Новым способом, применявшимся вплоть до XVII в., является так
называемый огневой способ добычи руды. Еще в древности человек
заметил, что камень, нагретый у костра и
затем облитый холодной водой,
трескался, что облегчало его дальнейшую
обработку. Этот принцип и был
положен впоследствии в основу подземной
добычи медных руд, когда люди
встретились с необходимостью разрушения
очень твердых пород. При огневом
способе добычи руды в забое
раскладывался костер, который нагревал
породу. Затем пласт обливали водой. Он
растрескивался, и, таким образом,
значительно облегчалась добыча полезных
ископаемых (рис. 19).
Новый этап в развитии горной
техники был связан с добычей железной
руды, выплавкой железа, а затем и
производством орудий труда, оружия и
других предметов.
Для горного дела
рабовладельческого общества характерно появление
примитивных поисковых работ,
производившихся в первую очередь для
отыскания воды. Большое самостоятельное
значение приобрела проходка
горизонтальных горных выработок, связанных
со строительством водоотливных
штолен, по которым подавалась вода в
города и крупные крепости.
Переход к разработке более
глубоких горизонтов потребовал новых средств для откачки воды. Для
решения этой задачи стали широко применять водоотливные штольни,
/Й^Лщш
Рис. 19. Схема огневого метода раз
рушения горных пород.
Рис. 20. Архимедов винт.
Реконструкция по описанию Витрувия.
а также такие простейшие водоотливные механизмы, как архимедов
винт (рис. 20) и различные водочерпальные колеса (рис. 21).
В этот период получает развитие и обогащение полезных ископаемых.
Ломимо совершенствования приемов дробления и измельчения исполь-
52
Рис. 21. Китайское
водочерпальное колесо.
зуются специальные методы обогащения при извлечении золота из руд.
Процесс извлечения золота из руд имел большое значение в связи с
увеличением обмена, а также с увеличением роли денег, которые в
рабовладельческом обществе приобретают все большее и большее значение.
Первые монеты изготовлялись из железа и меди, затем деньги стали
изготовлять из серебра и золота. Поэтому уже в рабовладельческом
обществе добыча золота и серебра
достигает больших размеров.
Однако развитие горного
дела в рабовладельческом
обществе шло не столько за счет
изобретения новых способов и
орудий, сколько за счет
увеличения его масштабов; при этом
горное дело росло на базе
широкой кооперации рабского
труда. На рудниках по добыче
золота и серебра работали
десятки тысяч рабов.
Развитие военной техники
Развитие
рабовладельческого способа производства
сопровождалось увеличением спроса
на рабов. Как правило, они не
имели семьи, а жестокая
эксплуатация рабов приводила к
их быстрому физическому уничтожению; поэтому состав рабов нужно
было все время пополнять. Важным источником получения новых рабов
была война. Рабовладельческие государства Древнего Востока
постоянно вели войны с целью покорения других народов. История Древней
Греции полна войнами между отдельными государствами-городами,
метрополиями и колониями, между греческими и восточными
государствами. Рим вел беспрерывные войны и в период своего расцвета
покорил большую часть известных в то время стран. Это приводило к
необходимости совершенствования военной техники.
Уровень и развитие как вооружения, так и военного искусства
определяются прежде всего экономическими условиями. Для того чтобы
победить в войне, необходимо иметь совершенное оружие, а производство
оружия в свою очередь зависит от общего состояния производства.
Воины Древнего Востока, Рима и Греции ^ыли вооружены луком
и стрелами, копьем и мечом. Железный меч стал основным видом оружия.
Постоянная военная опасность заставляла укреплять города стенами,
рвами, насыпями и другими оборонительными сооружениями.
Необходимость ведения как осады, так и обороны городов требовала создания
осадных и оборонительных машин и механизмов. Особенно широкое
применение они получили в Древней Греции. Военная техника, развитие которой
стимулировалось непрерывными войнами, в эту эпоху делает огромный
шаг вперед. Уже при Александре Македонском инженер Диад,
руководивший осадой Тира и других городов, широко применил изобретенные или
усовершенствованные им военные механизмы. По словам греческих и
римских писателей, он придумал разборные осадные башни, специальный
бурав для сверления крепостных стен, лестницу для подъема на стены,
тараны для разрушения стен (рис. 22).
53
При осаде города Родоса в 304 г. до н. э. была построена грандиозная
осадная башня, получившая название «гелэполя», т. е. «берущая города».
Высота башни достигла 53 ж, она передвигалась на 8 колесах.
Рис. 22. Военные машины.
Во время осады г. Сиракуз в 213—212 гг. до н. э. ученый
Архимед сооружал оборонительные механизмы весьма большой силы.
По единодушному свидетельству его современников, он построил
метательные механизмы, при помощи которых можно было бросать на довольно
большие расстояния огромные камни и целые бревна, топившие римские
суда. При помощи сооружений, построенных Архимедом, защитники
города зацепляли специальными захватами неприятельские корабли.
54
поднимали их и, бросив вниз, топили. В результате римляне должны были
отказаться от попытки взять город штурмом и перешли к длительной
осаде и, только воспользовавшись внутренними раздорами в самом городе,
захватили Сиракузы.
В рабовладельческом обществе широкое применение получает осадная
техника. Были изобретены тараны для пробивания крепостных и
городских стен, различные машины для метания камней, длинных стрел и
зажигательных снарядов. В Греции и других рабовладельческих государствах
применялись метательные машины двух типов: баллисты и катапульты.
Баллисты предназначались для разрушения стен, а катапульты — для
поражения противника, который укрывался за оборонительными
сооружениями. Метательные машины приходилось делать очень громоздкими (они
весили до 6 т). При их помощи можно было метать камни и стрелы на
расстояние до 500—1000 м, причем вес бросаемых снарядов доходил до
150—200 кг.
Улучшение способов передвижения
С ростом военной техники было связано и развитие способов
передвижения. Однако в еще большей степени оно стимулировалось расширением
торговли.
Торговые отношения и военные походы во многом зависели от наличия
дорог. Сделав путь проходимым, люди при передвижении экономили время
и, главное, физические силы, делали более доступными источники воды
и склады с запасами пищи. Все это в некоторой мере обеспечивало
безопасность путешествий.
Уже в древнейшие времена при сооружении дорог вынуждены были
устраивать мосты через пропасти и реки. В период рабовладельческого
строя строительство дорог принимает большие размеры. Вначале по этим
дорогам люди двигались пешком, но, приручив животных, они стали их
использовать для перевозки и тяжестей, а несколько позже и для
верховой езды.
Крупнейшим достижением явилось создание повозки с колесами,
которая впервые стала применяться с 4 тысячелетия до н. э. в Мохенджо-
Даро (Индия). Следует отметить, что открытие вращательного движения
произошло у различных народов в разное время. Оно сопровождалось
постепенным изобретением многочисленных технических
приспособлений и открытием новых путей использования вращательного движения
(катки, скаты и т. п.). Но только изобретение колеса позволило коренным
образом изменить способы передвижения по суше.
При переходе к скотоводству и земледелию, когда систематические
передвижения стали необходимыми для смены пастбищ, а домашний
инвентарь был уже более сложным, потребовалось создание специального
приспособления для перевозки грузов. В результате примитивная волокуша
была заменена повозкой.
Сначала колесо наглухо укреплялось на подвижной оси. Затем было
изобретено колесо со ступицей (II тыс. до н. э.), насаживающейся на
неподвижную ось, что явилось крупным шагом вперед в развитии способов
передвижения. В этом случае оба колеса вращались независимо одно от
другого и поэтому при поворотах не возникало скольжения. Стремясь
уменьшить вес повозки, стали вместо сплошных деревянных колес
изготовлять колеса со спицами. В дальнейшем появились металлические оси и
колеса.
Еще в первобытный период стало понятно, что легче всего
передвигаться по воде. На тяжелых, неуклюжих плотах, сделанных из случайно
55
упавших в воду стволов деревьев, было легко спускаться вниз по реке.
На легких плотах, отталкиваясь шестом, можно было двигаться и против
течения. Много позднее люди научились выжигать, а затем и выдалбливать
стволы деревьев и делать из них простейшие лодки.
Рис. 23. Греческий воеяыый корабль-тр иера.
Особенно сильно морское дело стало развиваться в
рабовладельческом обществе. Расширение мореплавания было тесно связано с ростом
техники. В древних странах Востока мореплавание было почти
исключительно каботажным, люди плавали в основном вдоль берегов или от
острова к острову. Однако крупные греческие суда уже отваживаются
пускаться в открытое море. В 325—320 гг. до н. э. было совершено
путешествие греком Питием (Пифей из Массилии). Он решил проникнуть
на Север с целью приобретения олова и янтаря. Питий прошел за
Геркулесовы столбы (Гибралтар), достиг Британии, обогнул ее,
приблизился к устью Эльбы и исследовал берега Норвегии вплоть до Полярного
круга. Льды и туманы помешали ему плыть дальше, и он вынужден был
вернуться.
Значительно улучшаются пристани, гавани, появляются маяки,
например известный маяк в Александрии. Большие изменения
произошли и в морском флоте. Основным типом греческого боевого
корабля являлась триера с тремя рядами весел (рис. 23). Корабль имел
надводный медный таран. Экипаж триеры состоял из гребцов — рабов,
отряда воинов и матросов, управляющих парусами. Численность экипажа
достигала 150—200 человек. Желая увеличить быстроходность кораблей,
греки, а затем и римляне стали сооружать суда с 4 этажами гребцов (тет-
реры), 5 этажами (пентеры) и даже с 8 этажами (ектеры).
До нас дошло описание знаменитого греческого корабля,
построенного в III в. до н. э. Если верить сведениям, дошедшим от древнегреческих
писателей, водоизмещение этого корабля было не меньше 4000 т. Судно
было приспособлено для военных действий.
56
Возникновение отдельных отраслей естествознания
в связи с потребностями производства
Характерной особенностью рабовладельческого способа производства
является зарождение отдельных отраслей естествознания.
Правда, естествознание как систематическое исследование природы
возникло во второй половине XV в. н. э. В рабовладельческом обществе
из всех отраслей естествознания начинают складываться в
самостоятельные науки лишь астрономия и механика, которые обслуживались
математикой. Несколько позже стала выделяться химия, в первоначальной
форме — алхимия. Что же касается анатомии, медицины и других наук, то
они в этот период находились еще в самом зачаточном состоянии.
Астрономия была необходима уже пастушеским и земледельческим
народам. Механика возникла с развитием земледелия (например, при
осуществлении искусственного поднятия воды для орошения в Египте),
а также с развитием ремесел, строительства, судоходства и военного дела.
Решение задач, выдвигавшихся практикой, производством,
стимулировало развитие и математики. Однако в целом уровень развития
производства, уровень потребности в технике рабовладельческого общества еще
не был настолько высок, чтобы обусловить выделение естествознания в
самостоятельную отрасль знания. В силу этого естествознание,
естественнонаучные воззрения входили в единую философскую науку. В это
время ученые были одновременно и естествоиспытателями и
философами.
Астрономия возникла в глубокой древности в связи с потребностями
хозяйства и необходимостью измерять время по движению Солнца, планет,
звезд и ориентироваться на море и на земле. Вначале она была связана
с астрологией и использовалась жрецами.
Отдельные элементы астрономии были заложены в Древнем Египте.
Так, например, накопление астрономических знаний в IV в. до н. э. дало
возможность создать календарь. Наблюдения за разливом Нила и за
движением небесных светил позволили отметить, что ранний утренний восход
звезды Сириуса совпадает с началом подъема воды в Ниле. Совпадение этих
явлений повторялось ровно через 365 дней. Таким образом была определена
продолжительность года. В Древнем Египте он делился на 12 месяцев,
по 30 дней каждый, а в конце каждого года, перед началом следующего,
прибавлялось 5 дней. Для наблюдений за звездами пользовались самыми
простыми приборами — отвесом и визировальной дощечкой. Однако-
при фиксировании положения звезд были необходимы часы, которыми
можно было бы пользоваться ночью. Известно, что солнечные часы
использовались еще в III в. до н. э. Для наблюдений ночью в Древнем Египте
были созданы водяные часы.
Греки стремились дать астрономии математическое обоснование.
Они были хорошо знакомы с явлениями, связанными с кажущимся
суточным вращением небесного свода и видимым движением планет, они знали
о шарообразности Земли и определили длину земной окружности.
Знаменитый греческий астроном Аристарх Самосский (около 250 г. до н. э.)
выдвинул мысль о вращении шарообразной Земли вокруг оси и о движении
ее вокруг Солнца, но его взгляды не получили распространения.
Характерным для античной астрономии было учение известного астронома,
математика и географа Клавдия Птолемея (II в. н. э.), по которому Земля
представлялась неподвижной в центре мира, а небо с планетами изображалось
как ряд твердых концентрических сфер, окружающих Землю и
находящихся в равномерном вращении. Эта геоцентрическая система мира,
служившая в течение более тысячи лет, вплоть до учения Коперника, основой
57
всех астрономических знаний,была изложена Птолемеем в сочинении,
названном его арабскими переводчиками «Альмагест».
В результате накопления опыта в производстве орудий труда и в
создании различных искусственных сооружений были открыты некоторые
законы механики — науки о
простейших формах движения материи.
Раньше начала зарождаться
статика, основное понятие которой — понятие
силы—было тесно связано с мускульным
усилием. Примерно к началу IV в. до
н. э. уже были известны простейшие
законы сложения и уравновешивания
сил, приложенных к одной точке, вдоль
одной и той же прямой. Особый
интерес привлекала задача о рычаге,
теория которого была создана великим
ученым древности — Архимедом (около
287 г.— 212 г. до н. э.). В своем
сочинении «О рычагах» он установил
правило сложения и разложения
параллельных сил, дал определение понятия
центра тяжести системы двух грузов,
подвешенных к стержню, и выяснил
условия равновесия такой системы.
Архимеду принадлежит открытие
основных законов гидростатики.
Достаточно напомнить всем известный закон
Архимед. Архимеда, изложенный им в его труде
«О плавающих телах». Свои
теоретические знания в области механики он применял к различным практическим
вопросам строительства и военной техники.
Наряду с механикой были открыты и исследованы некоторые законы
физики. Так, были проведены наблюдения над притяжением магнита
и наэлектризованных тел (Фалес Милетский), установлены законы
отражения света в зеркалах (Эвклид), исследовано преломление света
(Птолемей). Наконец, было создано учение об атомах (Левкипп и Демокрит).
Физико-механические знания древних ученых нашли отражение в
работах Герона Александрийского (около 1 в. н. э.). Среди дошедших до
нас произведений Герона наибольший интерес представляет «Театр
автоматов», или, точнее, «Об искусстве изготовлять автоматы». В этом труде
содержится описание того, как простейшими механизмами, с помощью
груза и системы блоков, а также зубчатых колес и рычагов, можно
получить автоматическое движение различных фигурок, которые могли
бы разыгрывать перед зрителями целые пьесы.
Герон сделал целый ряд открытий и в области физики. В своих трудах
он описал также открытия, принадлежащие другим ученым. Среди
открытий, описанных Героном, следует упомянуть так называемый «геро-
нов шар», в котором водяная струя выбрасывается посредством сжатого
воздуха. Герон предложил основанный на этом же принципе паровой шар
или «эолипил», представлявший собой полый шар, укрепленный на оси
(рис. 24). В него впускается пар из особого резервуара, в котором вода
подогревается до точки кипения. В шар вставлены две трубки с загнутыми
в противоположные стороны концами. Пар, вырываясь из трубок,
приводит шар в быстрое движение. Но принцип этого изобретения практически
мог быть использован лишь много столетий спустя.
58
В астрономии и механике использовались достижения математики.
Уже на самых ранних этапах развития человеческого общества
необходимость ведения .счета и измерений привела к возникновению
арифметики. Измерение площадей и объемов, потребности строительной
техники, а несколько позже и астрономии вызывали развитие основ
геометрии.
Однако только после накопления большого фактического материала
стало возможным создание математики как самостоятельной науки со
свойственным ей систематическим и логическим построением. Этот период —
период элементарной математики — начался в Древней Греции и продол-
Рис 24. Паровой шар Герона — эолипил.
1 — подвод пара, 2 — паропроводящие трубки, 3 — шар,
4 — выхлопные трубки.
жался до начала XVII в. Математика в Древней Греции получила
дальнейшее развитие в философских школах Фалеса, Пифагора, Платона,
Аристотеля, Демокрита.
Большой вклад в развитие математики сделали Эвклид, Архимед,
Эратосфен, Аполлоний Пергский. В знаменитых «Началах» Эвклида
геометрия вылилась уже в строго продуманную логическую систему, в них
были впервые заложены основы систематической теории чисел.
В этот период наблюдается развитие математики и в других странах
{Индия, Китай). Народы Индии уже в глубокой древности создали
богатую и своеобразную культуру. В IV в. до н. э. в Индии уже было
накоплено много знаний в области математики, астрономии, медицины
и других наук. Наиболее важное значение для развития математики
имело создание индийскими учеными современного начертания чисел,
в котором значение каждой цифры определялось ее положением, а
десятая цифра выражалась, так же как и в нашем исчислении, нулем.
Индийские математики уже умели решать уравнения с двумя неизвестными.
Еще большие успехи в создании некоторых областей
естественных наук были сделаны в Древнем Китае, где зародился целый ряд
важнейших изобретений, сыгравших впоследствии значительную роль
в развитии человеческого общества. В области математики китайские
ученые сделали большие открытия. Так, например, в сочинении
«Арифметика» (в 10 книгах), составленном китайскими учеными в первой
половине II в. до н. э. по ранним источникам, излагаются приемы
решения системы уравнений первой степени с двумя неизвестными. В этой
же книге приводятся способы извлечения квадратного и кубического
корня.
Использование огня, добыча металлов из руд, приготовление красок,
вин, мыла привели к использованию химических процессов в практиче-
59
ской жизни сначала без теоретического объяснения. Химические
производства были широко распространены в Древнем мире. Все это вызвало
необходимость объяснения протекавших процессов и изучения свойств,
строения и состава природных и искусственных веществ. Этот первый,
Рис. 25. Урок математики в Древней Греции.
Современный рисунок по описаниям античных авторов.
донаучный, период в развитии химии получил название алхимии (он
начался в первом столетии нашей эры и продолжался в Западной Европе
до XVI в.).
В период рабовладельческого строя происходило накопление знаний и
в других областях естествознания — физиологии, анатомии, ботаники,
географии и т. п., но они не выделялись из общей философской науки.
Итак, в период рабовладельческого способа производства происходит
окончательный переход от каменных орудий к металлическим и в
соответствии с этим переход к возделыванию растений и земледелию как отрасли
производства. Крупнейшим достижением этого периода является освоение
способов выплавки железа. Наряду с ранее известными методами обработки
металлов используются литье, паяние, волочение и частично сварка.
Постепенно совершенствуются обработка металлов, ткачество,
производство гончарных изделий и другие ремесла. Развитие ремесел и
торговли приводит к образованию городов и возникновению противоположности
между городом и деревней. Образование городов, сооружение обществен-
60
яых зданий, дворцов, храмов, оборонительных стен — все это вызывает
развитие строительного дела. Потребности в строительном материале,
расширение добычи руд способствуют развитию горного дела и
созданию новых методов разработки полезных ископаемых (огневой способ).
Особенно бурно развивается военная техника, способствовавшая
ведению войн, главным образом с целью добычи рабов. Торговые
сношения и военные походы требуют улучшения способов передвижения
как по суше, так и по воде. Однако техника производства, основанного
на рабстве, остается на весьма низком уровне. В течение ряда веков
своего господства рабовладельческий способ производства не идет дальше
применения ручных орудий и простой кооперации работ. Некоторые
технические изобретения используются лишь в военном деле и строительстве.
Основной двигательной силой рабовладельческого общества является
физическая сила людей и животных. В связи с потребностями производства
возникают отдельные отрасли естествознания (астрономия, математика,
механика). Зарождение естественных наук положило начало отделению
физического труда от умственного и возникновению противоположности
между ними.
Рабовладельческий способ производства вызвал рост
производительных сил общества по сравнению с первобытнообщинным строем. Но
распространение рабского труда и бесправное положение рабов имели следствием
разрушение основной производительной силы общества — рабочей силы
и разорение мелких свободных производителей — крестьян и
ремесленников.. Это предопределило неизбежность гибели рабовладельческого строя.
ГЛАВА III
ТЕХНИКА В ПЕРИОД ЗАРОЖДЕНИЯ И ЗРЕЛОСТИ
ФЕОДАЛЬНОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА
(Распространение сложных орудий труда,
приводимых в действие человеком)
р
Ш росту производительных сил. Но по мере развития общества
труд рабов, совершенно не заинтересованных в развитии производства,
изжил себя. Рабство перестало обеспечивать достаточно полное
использование производительных сил общества.
Бесправное положение рабов, все возрастающая их эксплуатация,
разорение свободных производителей вызывали борьбу трудящихся масс
против рабовладельцев и рабовладельческого государства.
Восстания рабов, характерные для всего рабовладельческого
общества, расшатали рабовладельческий строй и ускорили его ликвидацию.
Процесс формирования феодальных производственных отношений
в различных странах шел неодинаково. Чаще всего он был связан с
захватом земель завоевателями. Так произошел распад Римской
рабовладельческой империи и переход к феодализму. На смену рабовладельческому
пришел феодальный способ производства. Вместо рабства возникли
феодальные формы эксплуатации, открывшие простор для дальнейшего
развития производительных сил общества. Уже в недрах
рабовладельческого строя зародились элементы новых, феодальных производственных
отношений.
Феодальные производственные отношения были основаны на полной
собственности феодала на землю и другие средства производства, а также
на работников производства — крепостных крестьян и ремесленников.
Но крепостной крестьянин в отличие от раба был наделен некоторыми
средствами производства. Феодал мог крепостного крестьянина продать,
но не мог его убить. Крепостные крестьяне и ремесленники находились
в личной зависимости от феодалов, осуществлявших в отношении своих
крепостных судебную и административную власть.
Феодальное хозяйство было основано на крайне низкой рутинной
технике и носило замкнутый натуральный характер. В таком хозяйстве
товарно-денежные связи носили случайный и эпизодический характер.
Феодал — собственник земли присваивал созданный трудом крепостных
прибавочный продукт в виде различных форм феодальной ренты.
На ранних стадиях развития феодальные производственные
отношения создавали некоторую заинтересованность у работников в повышении
производительности труда, развивали инициативу в развитии и
совершенствовании производства. Надежда на увеличение необходимого продукта
создавала у крепостных крестьян стимулы к улучшению средств труда, к
лучшему их использованию, к повышению культуры обработки земли. При
62
феодализме производительные силы достигли более высокой ступени
развития.
Больше всего это выразилось в дальнейшем развитии сельского
хозяйства. В частности, был осуществлен переход от переложного земледелия
к трехполью, в земледелии распространился плуг с железным лемехом
и ножом, борона с железными зубьями. Развивалось садоводство,
огородничество, виноградарство, происходил рост животноводства, особенно
коневодства, необходимого для обеспечения армии.
Завоевавшие Римскую империю племена обладали более низкой
техникой, чем римляне. Германцы умели добывать железо, пользовались
железными лемехом, топором и лопатой, применяли тягловую силу скота,
занимались полеводством, прибегали к раскорчевыванию лесов и расчистке
их под пашню и луг. Но и только. Им оказалась не по плечу римская
техника с ее передковым плугом, грузоподъемными
приспособлениями и сильно специализированными ремеслами. Они не сумели
воспользоваться высшими техническими достижениями рабовладельческого
общества.
Свободный германский крестьянин скоро оказался в положении своего
предшественника, римского колона, а затем превратился в крепостного,
обязанного за пользование ушедшей из его рук землей выполнять
повинности и уплачивать оброк. Когда с течением времени отработочная рента
(барщина) уступила место продуктовой, а затем и денежной ренте (оброку),
создались условия для ухода оброчного ремесленника из деревни и
образования ремесленных городов, эксплуатируемых феодалами. Город,
утративший свое господство над деревней уже в последнее столетие
существования Римской империи, не только не вернул его в первые века, но
даже, наоборот, попал в экономическую зависимость от нее. Однако
города по мере неизбежного превращения в рынки для целой округи
стали очагами нового расцвета ремесла и усовершенствования техники.
Орудия труда ремесленника феодального общества были
«карликовыми инструментами», зависящими «от мускульной силы, верности взгляда
и виртуозности рук» мастера. Будучи «средствами труда каждого
отдельного рабочего, рассчитанными на единоличное употребление, а потому
по необходимости мелкими, незначительными и ограниченными», они
и принадлежали самому производителю. Различные операции, попеременно
совершаемые ремесленником и сливающиеся в одно целое в процессе его
труда, требовали от него больше то силы, то ловкости, то внимательности.
И то обстоятельство, что производительность труда зависела не только от
виртуозности работника, но и от совершенства его орудий, привело к
разработке ремесленниками целого комплекса орудий, обеспечивающего
выполнение всех производственных операций. В этот период был открыт новый
медный сплав — латунь, изобретены горизонтальный ткацкий станок,
самопрялка и оконное зеркальное стекло, было освоено производство бумаги,
появились очки и т. п. «Ремесленный период,— говорит Маркс,— также
оставил нам великие открытия: компас, порох, книгопечатание и
автоматические часы»1. Они сыграли большую роль в развитии техники л
технических наук последующего периода.
Потеря рабским трудом своей прежней роли в производстве и
невозможность использования крепостного труда в городе вызвали к жизни
целый ряд важных технических усовершенствований. Весельное
судоходство уступило место парусному. В горном деле получило применение
наливное колесо. В мукомольном производстве — завезенная с востока
ветряная мельница.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 356.
G3
Феодализм характеризуется возникновением и развитием новых форм
экономической и общественной жизни. Средние века знаменуются
многообразной и жестокой классовой борьбой, которую вели народные массы —
крепостные крестьяне, ремесленники против своих угнетателей —
феодалов. От этой эпохи дошли до нас не только свидетельства насилия феодалов
и монашеского фанатизма, но и поэтические сочинения, в которых народы
всех стран запечатлели свой гений, замечательные памятники народного
творчества, великолепные громады готической архитектуры, прекрасные
художественные и поэтические произведения эпохи Возрождения. Период
феодализма дал плеяду выдающихся мыслителей, ученых и изобретателей,
которыми гордится все передовое человечество. Это — родоначальники
утопического социализма Томас Мор, Кампанелла, смелые мыслители-
ученые Ян Гус, Коперник, Джордано Бруно, Галилей, Ибн-Сина
(Авиценна), Леонардо да Винчи, Агрикола, Ньютон, Ломоносов и др.
Особенностью техники в период раннего феодализма (V—XI вв.)
являлось применение простых орудий, что определяло низкий уровень
развития производительных сил. В это время безраздельно господствовало
натуральное хозяйство со слабым общественным разделением труда.
Это был переходный период от рабовладельческого общества к развитому
феодальному способу производства.
Техника развитого феодализма (XI—XV вв.) соответствовала
распространению орудий труда, приводимых в действие руками человека.
Это содействовало росту ремесел, что привело к углублению общественного
разделения труда.
Ф. Энгельс, давая оценку состояния производительных сил и
производства в этот период, указывает, что к середине XV в. имеет место
несравненно более высокая ступень развития в промышленности и торговле:
с одной стороны, производство стало более массовым, совершенным и
многообразным, с другой—торговые сношения стали значительно более
развитыми, судоходство — более предприимчивым. Кроме того, много
самостоятельных открытий, а также изобретений, занесенных с Востока,
позволили не только распространить греческую науку, но и сделать
географические открытия, доставившие европейцам массу новых научных
фактов, о которых и не подозревали в древности.
Следует иметь в виду, что если Киевская Русь в X и XI вв. и русские
княжества в XII—XIII вв. шли одним путем с передовыми странами
Западной Европы, не отставая от них, то татаро-монгольское нашествие,
длившееся 200 с лишним лет, на долгое время нарушило нормальную
жизнь Руси. Оно задержало развитие производительных сил, техники,
науки и культуры.
Техника земледелия
В эпоху феодализма преобладающую роль играло сельское хозяйство,
а из его отраслей — земледелие. Постепенно в течение ряда веков
совершенствовались способы хлебопашества, развивалось огородничество,
садоводство, виноделие, маслоделие. В этот период преобладала
переложная, а в лесных районах — подсечная система земледелия. При
подсечной системе участок земли засевался несколько лет подряд какой-либо
одной культурой до тех пор, пока почва не истощалась. Тогда
переходили на другой участок и засевали его одной и той же культурой
несколько лет.
Под влиянием экономических условий и развития опыта получает
распространение паровая система земледелия. Вначале срок оставляемой
многолетней залежи (пара) сокращался до нескольких лет, а затем стал
64
одногодичным. Стремясь повысить плодородие почвы, стали подвергать
пар усиленной обработке, использовать его для пастьбы скота, искусственно
удобрять.
В дальнейшем происходит переход к трехпольной системе, при которой
пашня делится на три поля, причем поочередно одно поле используется
под озимые культуры, другое — под яровые, а третье остается под
паром, свободным. Затем через год порядок изменяется. Трехпольная
система стала распространяться в странах Западной Европы и в России
с XI—XII вв., хотя полностью и не вытеснила двухполье и переложную
систему. Она оставалась господствующей на протяжении многих столетий
и сохраняла свое значение до XIX в., а во многих странах трехпольная
система распространена и в настоящее время.
В период феодализма происходит увеличение количества
возделываемых культур. В зависимости от географических условий крестьяне сеяли
пшеницу, рис, ячмень, рожь, овес, лен и т. п.
Сельскохозяйственный инвентарь был довольно примитивным.
Орудиями труда служили соха с железными сошниками, борона, мотыга, серп,
коса, грабли, вилы, цеп, лопата, топор. Несколько позже стал
применяться плуг двух типов: легкий и тяжелый с колесным передком.
Крупнейшим достижением техники земледелия явилась замена деревянных
рабочих частей плуга и бороны железными. Это резко подняло
производительность сельскохозяйственных работ.
Одновременно с земледелием стали возникать новые отрасли
сельскохозяйственного производства. Значительное развитие получает
виноградарство, виноделие, огородничество. Росло животноводство, особенно
коневодство, связанное с военной службой феодалов. В некоторых странах,
особенно в Англии, широкое распространение получило овцеводство,
дававшее сырье для ткачества.
В течение длительного периода времени для феодализма было
характерно сочетание земледелия, как основной отрасли хозяйства, с
домашними промыслами, имевшими подсобное значение. Более или менее
крупное сельскохозяйственное поместье располагало и достаточным
количеством ремесленников, большей частью крепостных. Ремесленники
занимались изготовлением одежды, обуви, производством и починкой
оружия, сельскохозяйственного инвентаря и т. д. Таким образом,
домашний промысел почти полностью обеспечивал натуральное хозяйство
ремесленными продуктами. Только отдельные продукты, без которых нельзя
было обойтись, например соль, изделия из металла, ювелирные изделия»
доставлялись купцами.
Развитие ремесла
Еще в рабовладельческом обществе возникли города с крупными
рабовладельческими ремесленными мастерскими. Однако после падения Рима
города пришли в упадок, а место крупных рабовладельческих
предприятий заняли небольшие домашние ремесленные мастерские.
Начиная с XI в., когда развитие производительных сил пошло более
быстрыми темпами, в странах Западной Европы и на Руси стали
создаваться крупные города и вновь возникать обособленные ремесла. Среди
крестьян постепенно выделяются ремесленники, обслуживавшие
потребности всей деревни. Ремесленники начали селиться вокруг замков
феодалов, городов и монастырей. Так постепенно, обычно на водных
путях, начиная с X—XI вв. стали создаваться города. Отделение города
от деревни, начавшееся еще при рабстве, в этот период значительно
усиливается.
65
В России выросли такие крупные города, как Киев, Псков, Новгород-
По неполным данным русских летописей, в XI в. на Руси существовало
86 городов. В XII в. летописи упоминают еще 120 городов, а ко времени
монголо-татарского нашествия, т. е. к началу XIII в., количество городов
Рис. 26. Ремеслеяники-кузяецы. Рис. 27. Ремесленник, работающий
Из гравюр И. Аммана. на ножном гончарном круге.
Из гравюр И. Аммана.
доходило до 250. В действительности их было значительно больше, ибо
не все города упоминались в летописях.
Обычно в городах Киевской Руси различались две части: собственно
город, т. е. укрепленная часть, и посады или пригороды, образовавшиеся
вокруг города. В них работали ремесленники, происходила торговля.
Как правило, в русском городе жило 10—20 тыс. человек, а иногда
и больше.
Одним из крупных средневековых городов был Лондон, население
которого в XIV в. достигало 40 тыс. человек.
Городское население состояло главным образом из ремесленников
и купцов. Развивавшиеся в городах ремесла становились с течением
времени все более доходными. Искусство ремесленников
совершенствовалось.
Борьба против эксплуатации и притеснений феодалов, рост
конкуренции стекающихся в города беглых крестьян заставили ремесленников
объединяться в цехи. Впервые они возникли в Византии еще в IX в., в Италии—
в X в., а несколько позднее — во всех странах Европы, в том числе и на
Руси. Цех объединял городских ремесленников одного или нескольких
близких промыслов. Полноправными членами цехов были только
ремесленники-мастера, имевшие небольшое количество подмастерьев
и учеников. Цехи тщательно охраняли исключительное право своих членов
на занятие данным видом ремесла. Больше того, цех регламентировал
процесс производства. Цех устанавливал продолжительность рабочего
т
дня (от восхода до захода солнца), число подмастерьев, количество сырья,
готовых продуктов, цены на готовые продукты и т. п. При этом приемы
работы, закрепленные долголетней традицией, были строго обязательны
для всех мастеров. Строгая регламентация имела целью добиться, чтобы
Рис. 28. Ремесленник по выделке Рис. 29. Цех ремесленников
цомашней утвари. по производству замков.
Ив гравюр И. Аммана. Иэ гравюр И. Аммана.
ни один мастер не возвышался над остальными. Кроме того, в первый
период цехи служили своеобразным видом организованной взаимопомощи
мастеров.
Цехи являлись феодальной формой организации ремесла. На первых
аорах своего развития они играли положительную роль, способствуя
укреплению и развитию городского ремесла. Однако, по мере того как
росло производство и расширялись рынки сбыта, цехи все более
превращались в тормоз развития производства.
Хотя в XI—XV вв. был достигнут более высокий уровень развития
ароизводительных сил, но техника ремесла основывалась на ручном труде,
в ремесле использовались орудия, приводимые в действие руками
человека. Отсюда и произошло название ремесла: «рукомесло».
Внутри мелкой ремесленной мастерской не было сколько-нибудь
широкого разделения труда. Поэтому, когда с ростом и
совершенствованием техники стало увеличиваться техническое разделение труда, оно
происходило между отдельными мастерскими, а не внутри мастерских.
Это приводило к увеличению числа профессий и цехов. В производстве
тканей были заняты цехи шерстобитов, прядильщиков, ткачей. После
тканья сукно подвергалось валянию, которое происходило в особых валяль-
яых мастерских-сукновальнях. Далее производился ряд других операций:
стрижка, ворсование, окраска, и только после этого сукно уже шло
в продажу. Все подобные операции представляли собой специальности
отдельных цехов. Изготовлением металлических изделий занимались
67
цеха ножовщиков, оружейников и т. д., причем цех ножовщиков
распадался на изготовителей лезвий и черенков ножей. Кожевенное
производство состояло из сапожного, ременного, сумочного и других цехов.
Таким образом, рост техники и специализации производства не
изменял мелкого характера ремесла, а приводил к созданию все новых и новых
цехов. В любом городе они насчитывались десятками, а в некоторых
даже сотнями. В Париже в начале XIV в. было свыше 300 ремесленных
цехов, объединявших 5,5 тыс. ремесленников.
Выплавка металла
Одной из особенностей развития техники феодального способа
производства является широкое применение железа, которое «...создало
обработку земли на крупных площадях, обеспечило расчистку под пашню
широких лесных пространств; оно дало ремесленнику орудия такой
твердости и остроты, которым не мог противостоять ни один камень, ни один
из известных тогда металлов»1.
Для совершенствования орудий труда решающее значение имело
улучшение плавки и обработки железа. Вначале основным способом
получения железа был сыродутный процесс, при котором происходит прямое
восстановление железа из руды2.
Сыродутный горн VI—VIII вв., применявшийся на Руси, сооружался
из глины и иногда обкладывался камнем (рис. 30). Высота сыродутного
горна достигала 35 см, диаметр — 60 см, толщина стенок — 5—7 см.
В горн закладывались железная руда и древесный уголь и мехами
нагнетался воздух. В результате восстановления руды получалась железная
крица до 8 кг весом. Процесс восстановления железа продолжался 2—
2,5 часа.
В сыродутном горне вследствие высокой температуры (обычно 1100—
1350°), одинаковой по всему объему рабочего пространства горна,
происходил процесс прямого восстановления железной руды. Извлекаемая из
горна крица (кусок малоуглеродистого железа губчатого строения с
некоторым количеством серы, фосфора, кремния, марганца и других примесей
со шлаковыми включениями) в дальнейшем проковывалась, в результате
чего получалось сварное железо.
Хотя сыродутный процесс давал мягкое железо высокого качества,
но крайне низкая степень извлечения железа из руды (не больше 50%)
и очень незначительная производительность не удовлетворяли
увеличивающегося спроса на металл.
Стремление устранить эти недостатки привело к увеличению высоты
самого горна, в результате чего сыродутный горн превратился в домницу3,
и к усилению дутья путем применения водяного колеса для приведения
в действие воздуходувных мехов. Эти два технических
усовершенствования изменили и самый процесс, который происходил в горне. Температура
в верхней части горна понизилась до 750—900°, и поэтому железная руда
восстанавливалась раньше, чем образовывался шлак. Благодаря этому
уменьшились потери железа в шлаке, а само железо сильнее
науглероживалось.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XVI, ч. I, стр. 138.
2 Это была трудоемкая работа. Недаром на Руси существовала поговорка: «Лучше
со сварливой женой жити, нежели железо варити».
3 Слово «домница» имеет двоякое значение: сам горя, несколько большей высоты,
и место, где происходил процесс работы. Сарай, который крестьяне обычно строили для
нескольких горнов, до XVIII в. назывался также домяицей.
68
В результате в нижней части печи, где температура под влиянием
дутья повысилась до 1350°, вместо твердого железа получался жидкий
чугун. Сперва чугун получался случайно вследствие отклонения
сыродутного процесса от нормального хода. Он был хрупок, не поддавался ковке
и поэтому рассматривался как брак, вызванный расстроенным ходоъ*
Рис. 30. Схема сыродутного горна, применявшегося Рис. 31. Схема доменной
на Руси в VI—VIII вв. печи XV — XVI вв.
сыродутного процесса1. Однако с течением времени его начали применять
для производства отливок, а несколько позже негодный для литья чугун
пускали вместе с рудой во вторичную переплавку. При этом
обнаруживалось, что передел чугуна в мягкое (сварное) железо во второй плавке
требует меньшего расхода топлива и руды, а железо получается
лучшего качества. Поэтому впоследствии сыродутный процесс стал
постепенно вытесняться двухступенчатым способом получения стали: сначала
получали чугун, потом, при вторичной переплавке в горне, —сталь.
Первая стадия называется доменным процессом, а печь, где
производится этот чугун,— доменной печью. Вторая стадия получила назва-
вие кричного передела.
Первые доменные печи, появление которых в Западной Европе
относится к середине XIV в., по своим размерам мало отличались от домниц,
но постепенно конструкция их совершенствуется. Доменная печь XV—
XVI вв. (рис. 31) имела примерно следующие размеры: высота ее
доходила до 4,5 м, а внутренний диаметр был равен примерно 1,8 м.
Меха приводились в движение уже водяным колесом. Если из одного
сыродутного горна при напряженной работе в сутки могли получить
только 8 кг железа, то в такой доменной печи уже производили 1,6 т
чугуна. В России первые доменные печи были построены в 1637 г.
недалеко от Тулы и Каширы, а в 1670 г.—в Олонецком крае.
1 Этим можно объяснить названия, которые были даны чугуну на разных языках.
Так, например, по-русски: «чугунная свинка», «чушка», на английском языке: «Pig-
iron», или «свиное железо».
69
Обычно при одной доменной печи работало несколько кричных горнов
(рис. 32). Для передела чугуна в железо сооружали кричный горн, в
который загружали 150—200 кг чугуна, располагая его на слое горящего
древесного угля. Плавясь, чугун капля за каплей стекал вниз,
проходил через окислительную область против фурм, через которые подавался
воздух, теряя часть углерода. Здесь же окислялось железо, образуя
Рис. 32. Кричный горн начала XVII в.
двойной силикат железо-марганца, который, попадая на дно горна,
расплавлялся там в сильно основном железистом шлаке, оставшемся от
предшествующей операции. Этот шлак постепенно окислял углерод металла,
лежащего на дне горна, отчего температура плавления его
повышалась, металл «загустевал». Тогда его поднимали ломом повыше фурм,
с тем чтобы он проплавился еще раз. Под воздействием дутья и
вытапливающегося из губчатой массы шлака происходило дальнейшее выгорание
углерода, и вновь осевший на дно горна металл быстро становился
мягким, легко сваривающимся. Постепенно на дне горна образовывался
ком, крица (весом 30—100 кг и более), которая извлекалась из горна для
проковки под молотом с целью уплотнения ее и выдавливания жидкого
шлака (в кричном железе в виде прожилок оставались частицы шлака).
Кричный передел протекал от 1 до 2 часов. В сутки в кричном горне
можно было получить около 1 т металла, причем выход годного кричного
железа составлял 90—92% веса чугуна. Таким образом, переход от
одноступенчатого (сыродутного) процесса получения железа к
двухступенчатому (доменный и кричный) позволил значительно поднять
производительность труда и обеспечить все возрастающий спрос на металл.
70
Горное дело
Улучшение и увеличение выплавки и обработки металлов вызвали
изменение техники горного дела, которое превращалось в особую сферу
трудовой деятельности, отличную от сельскохозяйственной. Больше
того, вследствие особенностей, свойственных добыче полезных
ископаемых, горное дело значительно отличалось от всех других ремесел.
Появились специалисты —
ремесленники-горняки, опыт и знания которых по добыче
руд передавались из поколения в
поколение.
Это приводило к возникновению
горных городов — центров ремесленной
деятельности горняков, своеобразных
горных районов.
Население этдх городов в основном
занималось добычей полезных
ископаемых и производством из них орудий труда,
оружия, украшений и чеканкой монет.
Горные города существовали в Чехии,
Саксонии, Франции и других странах, где
развивалось горное дело. Жители горных
городов добывали золото и серебро для
изготовления монет и руду для выплавки
железа.
Расширению горного дела мешала
феодальная собственность на землю и
отсутствие определенных правил ведения
горных работ. Поэтому
горняки-ремесленники вели постоянную борьбу за
получение определенных горных свобод. В этой
борьбе с феодалами принимали участие
целые горные города, добившиеся
установления так называемых горных законов.
Что же касается правил ведения горных
работ, то они вначале передавались по
традиции, а затем излагались в специальных документах, получивших
название горного права. Обычно эти документы выдавались тому или
другому горному городу и содержали также положения, регулирующие
взаимоотношения между горняками-ремесленниками и феодалами или
королем.
Впервые положения горного права были выработаны в Чехии.
Оервый горный закон был введен в 1249 г. королем Вацлавом для
горного города Иглавы. По чешскому горному праву поисками и
разработкой месторождений мог заниматься каждый. Всем, кто нашел
пригодную к плавке руду, выделялось небольшое рудное поле. Согласно
закону, горняк был обязан на своем участке заложить не менее трех
шахтных стволов. Он мог работать сам или совместно с кем-либо. Иглав-
ское горное право не ограничивало глубину шахт. Это имело большое
значение. Углубление шахт способствовало совершенствованию горной
техники: подъема, водоотлива, вентиляции. Однако в последующих
горных законах (особенно в Германии) уже предусматривалась определенная
глубина, ниже которой горняку идти не разрешалось.
Добыча руды осуществлялась простыми горными инструментами.
Широко использовался при этом огневой метод. Для подъема руды
Рис. 33. Подъем воды в
кожаных мешках из ствола рудника.
71
применялся обычный ворот, приводимый в движение вручную.
Освещение рудников осуществлялось при помощи глиняных светильников.
Водоотлив производился через ствол шахты в кожаных мешках (рис. 33)
или при помощи штолен, проходившихся сразу для нескольких рудоносных
участков.
К этому же периоду относится и более широкое распространение
разведочных работ при помощи шурфов, а также и появление разведки при
помощи «волшебной» лозы. Вначале кузнец, а впоследствии
самостоятельный ремесленник-горняк, брал свежий березовый прут, расщеплял
один его конец и, держась обеими руками за расщепленные части прута,
шел по местности, где предполагалось наличие полезных ископаемых.
Считалось, что при приближении к рудному телу прут будет отклоняться
вниз и тем самым указывать месторождение. Вернее всего, изыскатель
руководствовался при этом теми поисковыми признаками, которые ему,
как опытному человеку, говорили о наличии в данном районе
месторождения того или иного полезного ископаемого. Однако вера в
«волшебную» лозу была очень сильна. Этот метод разведки полезных
ископаемых в Европе продержался несколько столетий.
Крупнейшие изобретения: порох, бумага, книгопечатание,
очки, компас
В период феодализма в Европе такие изобретения, как порох,
бумага, книгопечатание, очки и компас, сыграли большую роль в
развитии производительных сил.
Старейшим из взрывчатых веществ является дымный, или, иначе,
черный, порох — взрывчатая смесь, состоящая из калиевой селитры, серы
и древесного угля.
Приближающаяся к этому составу зажигательная смесь появилась
впервые в Китае, по одним сведениям, в начале нашей эры, по
другим — в VIII—IX вв. Первое упоминание о применении дымного пороха
в Китае относится к 1232 г. В одной из рукописей приведено много
рецептов зажигательной смеси, содержащей селитру. Оружие, в котором*
эти смеси применялись в форме несущих пороховой заряд ракет,
получило название «китайских стрел», «китайских огневых копей»
и т. д.
В середине VII в. византийцы употребляли так называемый «греческий*
огонь», состоявший из серы, горной смолы, селитры и льняного масла.
Однако в первое время при использовании всех этих составов не
учитывалась упругость газов, образующихся при горении, а ценилась лишь
возможность получения огня.
Первые летописные сведения о порохе в Западной Европе относятся
к XIV в. В этом же столетии началось применение пороха и на Руси,
о чем имеются указания в Новгородской и Александровской летописях
(1382 г.).
В течение длительного времени дымный порох являлся единственным
употреблявшимся взрывчатым веществом, причем состав его на
протяжении 500 лет почти не изменился. Применение черного пороха в качестве-
метательного средства положило начало огнестрельной артиллерии,
которая вызвала настоящую революцию в военном деле.
Крупнейшим изобретением этого периода является книгопечатание^
Оно сыграло решающую роль в развитии техники, науки, культуры.
Книгопечатанию предшествовало изобретение бумаги, сделавшее
возможным его распространение.
72
Время и место изобретения бумаги точно неизвестно. Китайские
летописи сообщают, что бумага была изобретена около II в. н. э. Чай-
Лунем.
Производство бумаги в Китае получило широкое распространение
и затем перешло в Среднюю Азию, Корею, Японию, Индию и другие
страны Востока. Документы, написанные в VIII в. н. э. на бумаге,
найдены в Таджикистане. Не позднее X в. бумага стала распространяться
и в Армении. В XI—XII вв. бумага появилась в Европе, где вскоре
полностью заменила пергамент, на котором раньше писались книги и
документы. На Руси бумага была известна очень давно, однако до нас дошли
написанные на бумаге документы, относящиеся только к первой
половине XIV в.
Основными операциями производства бумаги являлись: варка массы,
промывка, измельчение бумажной массы и отливка самого бумажного
листа.
В качестве основного сырья для выделки бумаги употреблялись
стебли бамбука или шелковичного дерева (в Китае), пеньковое и льняное
тряпье (в Аравии, России, Западной Европе), солома (в России).
С XV—XVI вв. в связи с введением книгопечатания быстро растет
производство бумаги, строятся бумажные фабрики. Первое упоминание
о бумажной мельнице на Руси относится к 1564 г.
Изобретение книгопечатания, являющегося, по словам К. Маркса,
необходимой предпосылкой буржуазного развития, сыграло огромную
роль в распространении культуры, науки и светской литературы.
Книгопечатание, т. е. размножение текстов и иллюстраций путем
прижимания бумаги или другого материала к покрытой краской печатной
форме, пришло на смену медленному и трудоемкому процессу
переписывания книг от руки.
Печатание книг впервые распространилось в Китае и Корее. В связи
с развитием культуры Древнего Китая, с ростом городов, развитием в них
ремесла, торговли, литературы, искусства книжное дело достигло здесь
значительного развития.
В IX в. н. э. в Китае началось печатание с печатных досок.
Подлежащие размножению тексты или иллюстрации рисовались на деревянных
досках, а затем режущим инструментом углублялись места, не
подлежавшие напечатанию. Рельефное изображение на доске покрывали краской,
после чего к доске прижимался лист бумаги, на котором получался
оттиск — гравюра.
В Китае был изобретен и способ изготовления печатных форм из
готовых рельефных элементов, т. е. набор подвижными литерами. Согласно
сведениям китайского автора Шэнь-Го, жившего в XI в., это изобретение
было сделано кузнецом Би-Шэном (Пи-Шэн), который изготовлял буквы
или рисунки из глины и обжигал их. Этими глиняными подвижными
литерами и набирался печатный текст.
Печатание с наборных литер из Китая было перенесено в Корею, где
оно подверглось дальнейшему совершенствованию. В XIII в. вместо
глиняных были введены литеры, отливавшиеся из бронзы. До наших
дней сохранились книги, напечатанные при помощи бронзовых литер
в Корее в XV в. Печатание с наборных литер применялось также в Япо-
вии и Средней Азии.
В Западной Европе книгопечатание возникло в конце XIV — начале
XV в. В этот период закладывались основы мировой торговли, перехода
от ремесла к мануфактуре и старый, рукописный способ размножения
книг уже не мог удовлетворить растущих потребностей. Он заменяется
книгопечатанием. Вначале в Европе появился способ печатания с досок,
73.
<на которых вырисовывались изображения и текст. Таким способом был
напечатан ряд книг, игральные карты, календари и т. д.
В середине XV в. печатание с досок становится недостаточным для
удовлетворения потребностей общества и экономически невыгодным и на
его смену приходит книгопечатание с подвижных литер.
Изобретателем печати с подвижных наборных литер в Европе был
немец Иоганн Гутенберг (1400—1468). Точно установить время напе-
чатания первой книги с наборных литер
не удалось, и условной датой начала
европейского книгопечатания этим
способом считается 1440 г.
И. Гутенберг применил
металлические наборные литеры. Сначала путем
выдавливания в мягком металле
углублений в форме букв изготовлялась
матрица. Потом в нее заливали
свинцовый сплав и изготовляли необходимое
количество букв-литер. Буквы-литеры
располагались в систематическом
порядке в наборных кассах, откуда и
вынимались для набора.
Для печатания были созданы
ручные печатные станки (рис. 34).
Печатный станок представлял собой ручной
пресс, где соединялись две
горизонтальные плоскости: на одной плоскости
устанавливался наборный шрифт, к
другой прижималась бумага.
Предварительно матрица покрывалась смесью
тт _ - сажи и льняного масла. Такой станок
Иоганн Гутенберг. ^ _ ЛП(Л
J * давал не больше 1UO отпечатков в час.
Книгопечатание подвижными
литерами быстро распространилось в Европе, хотя Гутенберг и
предприниматель Фуст, который обеспечивал ему финансовую помощь, пытались
сохранить в тайне сделанное изобретение. В Чехии первая книга
«Троянская хроника» была напечатана неизвестным печатником уже
в 1468 г. (рис. 35).
С 1440 по 1500 г., т. е. за 60 лет применения этого способа, было
напечатано свыше 30 тысяч названий книг. Тираж каждой книги
достигал примерно 300 экземпляров. Эти книги получили название
«инкунабул».
Печатание книг на старославянском языке началось в конце XV в.
Больших успехов добился белорусский печатник Георгий (Франциск)
Скорина, печатавший книги в Праге в 1517—1519 гг. и Вильно в 1525 г.
В Московском государстве книгопечатание возникло в середине
XVI в. Основателем книгопечатания на Руси был Иван Федоров.
Первая датированная книга «Апостол», напечатанная на Московском
печатном дворе (первая московская типография), была выпущена в 1564 г.
Печатниками были Иван Федоров и его помощник Петр Мстиславец.
Иван Федоров самостоятельно разработал процесс книгопечатания,
изготовил старославянский шрифт, достиг исключительно высокого
качества книгопечатания. Однако гонения со стороны духовенства,
усматривавшего в печатании книг ересь, а также со стороны переписчиков
книг заставили первопечатника покинуть Москву и уехать сначала в
Белоруссию, а затем на Украину, где он продолжал печатать книги.
74
Однако многое говорит за то, что книгопечатание на Руси
появилось ранее 1564 г.
До нас дошло шесть книг, на которых не указаны ни дата издания,
ни имя печатника, ни место печатания. Их анализ показывает, что
они были напечатаны по крайней мере за 10 лет до «Апостола». Самую
раннюю из этих книг датируют 1553 г.
В XVII в. в России уже работало несколько типографий, однако
до конца XVIII в. техника
книгопечатания не
подверглась существенным
изменениям, изменился только шрифт:
Петр I вместо
старославянского ввел гражданский
шрифт.
Среди великих открытий
и изобретений того времени
находятся очки и компас.
Место и время изготовления
первых очков точно
неизвестно. Впервые оптические
очки появились в Европе, в
Венеции, в XIII в. В
Венеции в то время
производилось очень хорошее стекло.
Потребность в очках вызвала
развитие стекольного дела, и
в частности шлифовки
стекол. В XIV—XV вв. стеколь-
яо-щлифовальное дело
начинает быстро развиваться
преимущественно в Голландии.
Изготовление и приме- Иван Федоров,
вение очков подготовили
изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию
теоретических основ оптики.
Возникновение оптики дало не только огромный материал
наблюдений, но и совершенно иные, чем раньше, средства для науки, позволило
сконструировать новые приборы для исследований.
Использование явления магнетизма и создание компаса позволили
человеку значительно расширить масштабы путешествий как по суше,
так и по морю. Точные данные о времени и месте применения
магнетизма и изобретения компаса неизвестны. По-видимому, магнетизм впервые
был обнаружен в виде естественной намагниченности некоторых
железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизма известно
н Китае, где в летописи III в. до н. э. имеются записи о применении
компаса, первоначально употреблявшегося при сухопутных
путешествиях. До наших дней сохранилась медная с делениями пластинка от
компаса, стрелкой которого служил природный магнитный железняк,
отшлифованный в виде ложечки. Своей выгнутой поверхностью стрелка
прикасалась к дощечке.
Первое упоминание о компасе в Европе относится к XII—XIII вв.
Вначале компас представлял собой магнитную стрелку, укрепленную
на пробке, которая плавала в сосуде с водой. В начале XIV в. компас
был усовершенствован: к стрелке прикрепили небольшой круг,
получивший название «картушка». Круг разделялся на 16 делений, румбов.
75
Вращающаяся стрелка с картушкой помещалась в круглой коробке,
В XVI в. картушка делилась на 32 румба, по 11,4°, В России поморы
в XVI в. называли компас «маткой». Главное применение компас нашел>
в морском деле, став основным прибором для судовождения.
Рис. 34. Ручной печатный станок. Рис. 35. Титульный лист книги
«Троянская хроника».
Напечатана в 1468 г. в Чехии.
Компас, подзорная труба, а также выросшая техника морского дела»
позволили в конце XV и в XVI в. осуществить великие географические
открытия.
Состояние естествознания
В условиях западноевропейского, христианского средневековья,
указывал Ф. Энгельс, «...наука была смиренной служанкой церкви, и ей
не было позволено выходить за пределы, установленные верой: короче —
она была чем угодно, только не наукой»1.
Прогресс техники на Западе до середины XV в. совершался крайне
медленно. Новые изобретения внедрялись с трудом. Поэтому техника
в эту эпоху почти не нуждалась в систематическом изучении природы; она
не оказывала значительного стимулирующего влияния на развитие
естественнонаучных представлений о природе. С другой стороны,
господствующая церковь с е$ религиозной идеологией подчинила себе науку,
выродившуюся в псевдонаучный придаток теологии и схоластики. Широко
распространились алхимия, астрология, магия, кабалистика чисел и т. д.
Известный немецкий химик и врач Иоганн Иоахим Бехер (1635—1682 гг.)
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. XVI, ч. II, стр. 296.
76
•говоря об этом периоде, писал: «Восемь вещей неустанно стремились
еайти ученые и любознательные, а именно: 1) Философский камень,
2) Эликсир долгой жизни, 3) Средство размягчать стекло, 4) Вечный свет,
5) Гиперболу вогнутого зеркала, 6) Градус долготы, 7) Квадратуру круга,
8) Вечное движение. Кто располагает деньгами, временем и желанием,
может при случае их найти». В средние
века в Европе начали интересоваться
научными достижениями древних народов.
В этом отношении очень показательно
то, что в XIII в. была издана
энциклопедия Винцети де Бове. Она знакомила
с геометрией Эвклида и с астрономией
Птолемея.
На Востоке в отличие от Западной
Европы было сделано много важных
«естественнонаучных открытий и
наблюдений. Среди крупных ученых
Средней Азии того времени особое место
занимает философ-естествоиспытатель,
врач, математик, поэт,
самостоятельный и оригинальный мыслитель Ибн-
Сина (Авиценна).
Ибн-Сина (около 980—1037)
выражал прогрессивные тенденции своего
времени. Он стремился возродить
интерес к изучению природы, оживить
творческую мысль, задавленную гнетом
богословия. Ибя-Сипа (Авиценна).
Ибн-Сина изучал движение тел,
свойства инерции, состав и свойства
минералов, причины образования гор, состав и происхождение живы
-существ и т. д. Естественнонаучные воззрения Ибн-Сины изложены в его
философских произведениях, а также многочисленных медицинских
трактатах, крупнейшим из которых является «Канон врачебной науки». Эта
книга была написана в 20-х годах XI в. Она в течение пяти веков
считалась важнейшим руководством для медиков. Латинский перевод ее
был сделан в XII в. В старинных русских медицинских рукописях имя
Авиценны встречается наряду с крупнейшими учеными того времени.
В «Каноне врачебной науки» Ибн-Сина затрагивает вопросы
медицины, астрономии, минералогии. Предвосхищая позднейшие открытия,
он выдвинул гипотезу о не видимых глазом возбудителях лихорадки,
т. е. инфекционных заболеваний, которые передаются при помощи воды
и воздуха.
Широкое распространение в то время имела предложенная Ибн-Синой
классификация минеральных тел. Все минералы он делил на камни,
плавкие тела (т. е. металлы), серные (т. е. горючие) вещества и соли.
Классификация Ибн-Сины просуществовала до XVI в.
Большой вклад в развитие науки сделал выдающийся хорезмский
ученый-энциклопедист Абу-Рейхан-Мухаммед Ибн-Ахмед аль-Бируни
(972 или 973 — 1048). Он создал капитальные работы по математике,
астрономии, физике, ботанике, географии, общей геологии, минералогии,
этнографии, истории. Бируни в своих исследованиях широко применял
глубокий математический анализ и использовал естественноисторический
подход к явлениям природы. Основным методом исследования он считал
эксперимент.
77
Особое значение для развития минералогии имеет обширный труд
Бируни «Собрание сведений о познании драгоценных минералов», в
котором он подробно описал более 50 минералов, руд, металлов и сплавов
Бируни впервые определил удельные веса большинства минералов
и металлов. Об этом он написал специальный трактат «Правила
нахождения удельных весов минералов». В нем он изложил методы, применяемые
для этих целей, а также описал сконструированный им прибор для
определения удельного веса минералов. Так, например, он установил, что
сапфир имеет удельный вес 3,97 (по современным данным — 3,97—4,12),.
золото — 19,05 и т. д. В Европе впервые определение удельного веса
минералов, соответствующее по точности определениям Бируни, было сделано
только в XVIII в.
Крупный след в науке оставил араб Джабир-Ибн-Хайян, назвав-
ный европейскими учеными Гебером (около 721 — 815). Среди
многочисленных сочинений этого автора, касающихся различных областей"
знания, наибольшей известностью пользовались его книги по алхимии.
Важнейшие из них были обнаружены только в 1927 — 1929 гг. среди
арабских рукописей в библиотеках Каира и Стамбула. Джабир-Ибн-
Хайян полагал, что все металлы — сложные вещества, образованные
путем соединения в разной пропорции двух первоначал (ртути —
начала металличности и серы — начала горючести), и считал возможным
взаимное превращение металлов. В отличие от алхимических трактатов
того времени в его сочинениях основное место занимает описание
различных практических операций. Он описывает перегонку, возгонку,
растворение, кристаллизацию, а также точно и ясно излагает методы получения
многих химических препаратов (например, азотной кислоты, азотного
серебра, нашатыря, сулемы), методы выплавки металлов, окраски
тканей и т. п.
Однако при всей важности открытий этих и других ученых Востока»
они все же еще не могли привести к созданию естествознания как
систематической, опытной науки.
* *
*
Итак, в период зарождения и зрелости феодализма идет дальнейшее
улучшение плавки и обработки металлов, продолжаются распространение
железного плуга и ткацкого станка, развитие земледелия,
огородничества, виноделия. Наряду с ремесленными мастерскими в этот период
начинают появляться мануфактурные предприятия. Широкое применение
получают крупнейшие изобретения: порох, бумага, книгопечатание,
компас. Наука в этот период вырождается в псевдонаучный придаток
теологии и схоластики. Однако на Востоке народами Средней Азии и арабами
было сделано много важных естественнонаучных открытий. Только со
второй половины XV в. закладываются основы систематического
изучения природы, т. е. естествознания как науки.
Основное место в общественном производстве в этот период
занимало сельское хозяйство, которое дополнялось домашним кустарным
ремеслом. При феодальном способе производства происходит дальнейшее
развитие техники. Однако рост техники шел медленно и основывался
главным образом на использовании ручных орудий труда
ГЛАВА IV
ТЕХНИКА В ПЕРИОД УПАДКА ФЕОДАЛИЗМА И
ЗАРОЖДЕНИЯ КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ
(Мануфактура. Возникновение предпосылок для создания
машинной техники)
п
щ Щ оказывая причины разложения и гибели феодализма и замены
Н ¦ его капиталистическим способом производства, Маркс и Энгельс
писали, что «средства производства и обмена, на основе которых
сложилась буржуазия, были созданы в феодальном обществе. На
известной ступени развития этих средств производства и обмена отношения,
в которых происходили производство и обмен феодального общества,
феодальная организация земледелия и промышленности, одним словом,
феодальные отношения собственности, уже перестали соответствовать
развившимся производительным силам. Они тормозили производство,
вместо того чтобы его развивать. Они превратились в его оковы. Их
необходимо было разбить, и они были разбиты.
Место их заняла свободная конкуренция, с соответствующим ей
общественным и политическим строем, с экономическим и политическим
господством класса буржуазии»1.
Рост ремесла, особенно в городах, и расширение товарного
производства, начавшееся в период развитого феодализма, требовали новых форм
производства и подготовили необходимые предпосылки для
возникновения капиталистического способа производства. К началу XVI в. во всех
основных отраслях промышленного производства были радикально
усовершенствованы ручные ремесленные орудия труда и введены
многочисленные улучшения в технологические процессы. В наиболее
экономически развитых странах Западной Европы производительные силы
все сильнее и сильнее испытывали тормозящее влияние узких рамок
феодальных производственных отношений. Крестьянство, находясь под.
ярмом феодальной эксплуатации, уже не могло в соответствии с потреб-
востями общества повышать производительность труда.
Процесс разложения мелкого производства, происходивший в
Западной Европе, привел к зарождению капиталистических отношений в
промышленности. Этому способствовало расширение и углубление
общественного разделения труда, что в свою очередь приводило к увеличению общей
массы товаров, производимых на рынок.
Развитие товарного производства, увеличение спроса на продукцию
ремесла сопровождались обострением конкурентной борьбы между
ремесленниками. Цеховые ограничения, ставшие препятствием на пути роста
производства, были сняты. Из числа наиболее имущих мастеров вырастали
капиталисты. Ученикам и подмастерьям все труднее было становиться
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 4, стр. 429.
79
самостоятельными мастерами, собственниками мастерских. Вместе с
разорившимися мастерами они навсегда превращались в наемных рабочих.
Важную роль в развитии капиталистических отношений сыграли
великие географические открытия конца XV — начала XVI в.,
расширившие поле деятельности европейского купечества, положившие начало
созданию мирового капиталистического рынка.
Исторический процесс зарождения и развития капиталистических
отношений был связан с так называемым первоначальным накоплением
капитала. Капиталистический способ производства требует, во-первых,
наличия большого количества неимущих людей, юридически свободных,
но лишенных средств производства и существования и поэтому
вынужденных наниматься работать на капиталистов, и, во-вторых, накопления
в немногих руках денежных богатств, необходимых для создания
капиталистических предприятий.
Отделение непосредственных производителей от средств
производства происходило в течение XVI—XVIII вв., а в ряде стран и в XIX в.
Мелкие производители, прежде всего крестьяне, разорялись,
насильственно лишались собственности на средства производства, превращаясь
в наемную рабочую силу. «...Первоначальное накопление есть не что
иное,— писал Маркс,— как исторический процесс отделения производителя
от средств производства. Он представляется «первоначальным», так как
образует предисторию капитала и соответствующего ему способа
производства»1. Отделение непосредственных производителей от средств
производства было прежде всего следствием перехода от натурального хозяйства
к товарному производству и расслоения крестьянства. При продуктовом
и особенно денежном оброке семьи, в которых было относительно больше
рабочих рук, выделялись в верхушечную прослойку крестьян. Расширяя
свои хозяйства за счет разоряемых крестьян, такие семьи освобождались
от крепостной зависимости и сами начинали эксплуатировать наемных
рабочих. Так постепенно возникали, с одной стороны, сельская
буржуазия, а с другой — массы разорившихся крестьян, вынужденных
продавать свою рабочую силу.
В Англии уже в XIII в. начинается процесс обезземеливания крестьян.
Отнятые у крестьян земли превращались в пастбища для скота,
отдавались в аренду крупным предпринимателям для организации производств,
основанных уже на капиталистических началах.
Одновременно с экспроприированием крестьянских масс происходит
процесс возникновения капиталистических предпринимателей,
сосредоточивающих в своих руках большие денежные суммы, необходимые
для создания крупных предприятий. Ограбление, порабощение,
уничтожение отсталых народов Америки, Азии и Африки, создание колоний,
использование государственных займов, махинации с налогами,
протекционизм позволили купцам и ростовщикам накопить крупные капиталы.
Период зарождения капиталистического способа производства был
временем обострения классовой борьбы. Крестьяне ожесточенно боролись
за освобождение от феодальной зависимости; нарождающийся рабочий
класс отстаивал минимально необходимые условия труда и жизни.
Расправляясь с трудящимися, еще более жестоко эксплуатируя
крестьянскую бедноту, городских ремесленников и наемных рабочих, молодая
буржуазия закрепляла свое господство в хозяйственной деятельности
стран, вступивших на путь капиталистического развития.
Капитализм вначале подчиняет себе производство таким, каким
он застает его, т. е. с отсталой техникой ремесленного и мелкокрестьяв-
1 К. Маркс, Капитал, т. Т, стр. 719.
80
ского хозяйства, и лишь в результате длительного процесса преобразует
его на новой экономической и технической основе.
В ремесленном производстве и в крестьянских промыслах
постепенно образуются сравнительно крупные мастерские. Рамки
производства при этом расширяются, хотя ни орудия, ни методы труда на этих
предприятиях не изменяются. Но и эта форма организации производства
позволяла экономить труд и повышать его производительность. Этот
начальный период в развитии капиталистического производства получил
название капиталистической простой кооперации.
Развитие капиталистической простой кооперации в дальнейшем
привело к возникновению капиталистических мануфактур, основанных
на разделении труда внутри предприятия. Мануфактура явилась ведущей
формой капиталистического производства в первый период развития
капитализма — с XVI в, и вплоть до промышленной революции,
происшедшей в Англии во второй половине XVIII в., а в других
европейских странах — в XIX в.
Впервые мануфактуры возникают в Италии еще в XIV в. В этой
стране раньше всего сложились условия, способствовавшие зарождению
капитализма в промышленности. В конце XV и начале XVI в.
мануфактуры стали создаваться в Германии, Англии, Нидерландах, Франции.
В XVI—XVIII вв. суконные, шелковые, оружейные, стекольные и др.
мануфактуры распространились во всех европейских странах.
Появление первых мануфактур в России относится к XVII в.
Наиболее быстрыми темпами они стали развиваться с начала XVIII в. В
России были распространены оружейные, суконные, шелковые и др.
мануфактуры. Следует заметить, что хотя мануфактура в России по своему
происхождению и сущности и была капиталистической формой
производства, но она была опутана элементами крепостничества. В связи с тем, что
в России еще не было в достаточной мере развито городское ремесло,
возникшие мануфактуры в большей мере были связаны с крестьянской
промышленностью. Наряду с капиталистической мануфактурой в
России существовали казенные, посессионные и вотчинные мануфактуры.
Сосредоточение в руках капиталистических предпринимателей
большого количества рабочих, орудий труда и сырых материалов положило
начало созданию крупных производственных сооружений и складов.
В эту эпоху происходило и увеличение размеров применяемых в
производстве орудий и аппаратов, например дробилок в
горнометаллургическом деле, чанов в красильном производстве и т. п.
Простая кооперация, оставшаяся в наследство от рабовладельческого
общества, но сохранившаяся в период феодализма лишь в некоторых
формах принудительного труда, например королевские галеры, рудники,
превратилась в кооперацию частичных, т. е. специализированных,
рабочих, вооруженных частичными орудиями труда.
Потребность целого ряда производственных процессов в большом
количестве людей и в большой затрате энергии вызвала необходимость
создания машин. Так обстояло дело, например, в бумажном производстве,
в процессе измельчения тряпок. Ручную толчею и ручную бумажную
мельницу в этой операции заменили водяная бумажная мельница и водо-
действующая толчея. Аналогичные нововведения были сделаны в
горном, пороховом, мукомольном, лесопильном и металлургическом
производствах.
Применение машин, пока еще частичное и спорадическое, сделало
водяное колесо основным двигателем промышленности в эпоху
мануфактуры. Водяное колесо, «привязывая» промышленное производство к рекам,
распыляло его, препятствовало промышленности концентрироваться
81
в городах. Водяное колесо в свою очередь вызвало большие сдвиги в
технике. Особенно велики они были в горном деле и металлургии. В горном
деле оно стимулировало и обеспечило широкое применение
водоподъемных, грузоподъемных и вентиляционных машин. В металлургии —
механизацию ковки при помощи хвостового молота и интенсификацию дутья,
позволившую увеличить высоту, а тем самым объем металлургических
печей и температуру плавки. С появлением доменной печи чугун
превратился в основной продукт, из которого в кричном горне стали
изготовлять ковкое железо.
Большое влияние на технический прогресс оказало развитие военного
дела. Увеличение пробойной силы пушек вызвало необходимость
разработки новой системы фортификационных сооружений. Были произведены
усовершенствования в ружейном замке, обеспечивавшие быстроту
и надежность воспламенения заряда. На смену фитильному пришел
колесный, а затем кремневый ружейный замок. Усовершенствование пороха
также повысило эффективность огнестрельного оружия.
Мануфактура выявила непригодность средств транспорта,
оставленных в наследство эпохой ремесла. Успехи в строительной технике
позволили создавать вместительные корабли с глубокой осадкой и сложным
такелажем. В колесном транспорте вместо одной оси были введены две,
создан поворотный передок. В пассажирском экипаже появились рессоры,
металлические шины, крытый верх.
Несмотря на все эти достижения, мануфактура оказалась
неспособной удовлетворить ею самой порожденные потребности. Только в
результате промышленной революции капитализм создал необходимую ему
материально-техническую базу.
Мануфактура, дифференциация и усовершенствование
рабочих инструментов
Мануфактура возникла двумя путями. Первый путь — это
объединение капиталистическим предпринимателем в одной мастерской
ремесленников разных специальностей. Так, например, возникла каретная
мануфактура, объединившая каретников, шорников, медников,
работавших раньше самостоятельно. Второй путь — это объединение в одной
мастерской ремесленников одной специальности1, что было характерно
для производства иголок.
Говоря о разделении труда в мануфактуре, следует иметь в виду, что
оно отличается от общественного разделения труда, которое возникло еще
на последней стадии первобытнообщинного способа производства. Между
тем разделение труда внутри предприятия является характерной
особенностью именно мануфактуры.
Уже одно разделение труда при наличии даже простых орудий
производства, применявшихся еще в ремесленных мастерских, обеспечило
значительный рост производительности труда. 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. Он тянул проволоку при помощи
клещей через волочильную доску, выпрямлял ее молотком на наковальне,
1 Первый принцип организации производства получил название гетерогенной
мануфактуры, второй—органической мануфактуры.
82
рубил зубилом, отпускал, выпрямлял катком, затачивая на точильном
камне, штамповал под молотком ушки и шлифовал их на круглом камне,
пробивал дырки пуансоном, закаливал, еще раз выпрямлял катком, опять
закаливал на противнях, отпускал в специальном барабане, полировал
на полотне, посыпанном трепелом, еще раз полировал в бочонках с
опилками и в ящике с опилками и песком, укладывал в одну сторону ушками,
сортировал по размеру и толщине, полировал тонким наждачным
порошком и т. д. В результате в день 10 рабочих вырабатывали всего лишь окола
200 иголок.
В мануфактуре производственные операции были разделены между
всеми рабочими, что давало им возможность специализироваться на
выполнении одной или нескольких операций. Это привело к появлению ряда
специализированных частичных орудий. Для выпрямления проволоки
применяли сдвоенные ролики, для обрезки — ножницы, для
выпрямления — роликовую вилку, для штамповки — ручной пресс, для укладки —
плоские ящики и т. п.
Рабочие мануфактур подвергались жестокой эксплуатации. Рабочий
день доходил до 18 часов. Постоянное повторение одних и тех же
несложных движений позволяло повышать производительность труда. Вместе
с тем такая специализация приносила большой вред рабочему:
искривлялся позвоночник, сдавливалась грудная клетка и т. д.
Таким образом, первой особенностью мануфактурного производства
является разделение труда внутри предприятия.
Вторая особенность мануфактуры — это использование во всех
отраслях производства простых орудий труда и их дальнейшее
совершенствование, специализация и дифференциация.
К. Маркс указывал, что рост производительности труда во многом
зависит не только от мастерства рабочего, но и от совершенства
применяемых орудий. В мануфактурах происходило постоянное совершенствование
орудий труда, чему способствовало разделение процесса труда на мелкие
операции, выполнявшиеся отдельными рабочими, которые, стремясь
облегчить свой труд и повысить заработок за счет повышения выработки,
изменяли орудия труда, дифференцируя и специализируя их. На
некоторых английских железоделательных мануфактурах XVIII в.
применялось свыше 500 молотков разнообразной формы, причем каждым из них
производилась только одна операция.
Изменение орудий труда шло очень медленно, так как производство
все еще основывалось на ручной технике, не способствовавшей крупным
техническим сдвигам,
В этом отношении очень важным является указание К. Марксаг
что «время от времени происходят изменения, которые вызываются
кроме нового материала труда, доставляемого торговлей, постепенным
изменением инструмента труда. Но раз соответственная форма
инструмента эмпирически найдена, застывает и рабочий инструмент, как это
показывает переход его в течение иногда тысячелетия из рук одного
поколения в руки другого»1. Поэтому неудивительно, что многие типы
инструментов, созданных еще в мануфактурном периоде, дошли до нашего
времени и с успехом применяются в ряде производств.
Таким образом, развитие мануфактур привело к значительному росту
производительности труда и расширению производства, способствовало
накоплению денежных богатств в руках капиталистов.
Возникновение и распространение мануфактур подготовило
необходимые условия для перехода к машинному производству.
1 К, Маркс, Капитал, т. I, стр. 491.
83
Водяное колесо — основной двигатель
мануфактурного периода
Характерной особенностью развития техники мануфактурного
периода является распространение орудий труда, приводимых в действие
силами природы. Основным двигателем становится водяное
(гидравлическое) колесо, которое применяется
во всех видах производства. Все
орудия, которые раньше приводились в
действие вручную или силой животных,
например ручные мельницы, насосы,
мехи и т. п., в мануфактурный период
начинают приводиться в движение при
помощи гидравлического колеса.
Гидравлические колеса
применялись уже в странах Древнего Востока:
в Египте, Китае и Индии, водяные
мельницы использовались в Древней
Греции и в Риме, но только в
мануфактурный период водяное колесо стало
главным двигателем в промышленности.
Обычно мощность водяного колеса
не превышала нескольких десятков
киловатт, число оборотов водяного колеса
было так же незначительно, примерно
от 1 до 10 об/мин. В зависимости от
конструкции водяного колеса
коэффициент полезного действия его
колебался в пределах от 0,3 до 0,75.
В зависимости от высоты напора
воды различаются три типа водяных
колес: нижнебойные, среднебойные и
наливные, или верхнебойные колеса
(рис. 36). В XVII —XVIII вв. водяное
колесо развивалось в следующих трех
направлениях. Осуществлялся переход
от нижнебойных колес к верхнебой-
ным, как более производительным,
постепенно начинали применять металл
для валов и других деталей колеса;
увеличивался его диаметр.
Стремление повысить мощность
двигателя заставляло строить
гидравлические установки больших размеров. Во Франции мастер Р. Салем
под руководством А. де Виля соорудил в 1682 г. крупнейшую
гидросиловую установку из 13 колес, диаметр которых достигал 8 ж. Колеса,
установленные на реке Сене, приводили в действие 235 насосов, поднимавших
^воду на высоту 163 м. Эта система, снабжавшая водой фонтаны
королевских парков в Версале и Марли, получила у современников название
«чудо Марли».
Больших успехов в области строительства гидротехнических
сооружений добился русский изобретатель К. Д. Фролов (1726—1800) на Колы-
вано-Воскресенских рудниках Алтая. В 70-х годах XVIII в. на Алтае
перешли к разработке серебряных руд, залегавших на более глубоких
горизонтах. Использовавшиеся ранее водоотливные подъемные машины,
Рис. 36. Гидравлические колеса:
а — нижнебойное, б — среднебойноеж
в — верхнебойное.
84
приводимые в движение вручную или конным двигателем, уже не могли
обеспечить откачку воды и подъем руды на поверхность. Для увеличения
количества добываемой руды Фролов разработал проект строительства
комплекса вододействующих установок. После длительной борьбы с
чиновниками Горного ведомства К. Д. Фролову удалось добиться утверждения
своих предложений. В течение 1783—1789 гг. он со своими помощниками
Рис. 37. Схема гидротехнических сооружений К. Д. Фролова на Алтае
в конце XVIII в.
1 — плотина, 2 — штольня, 3 — канал, 4 — водяное колесо, 5 — лесопилка, 6 — отвод воды
к Преображенскому руднику, 7 — подземный канал, 8 — водяное колесо, 9 — рудоподъемник,
10—подземный канал, 11—водяное колесо, 12—передача к насосам, is—насосы
Екатерининского рудника, 14 — подземный канал, 15 — водяное колесо, 16 — подземный
канал, 17 —насосы Вознесенского рудника, 18 —рудоподъемник.
осуществил свой проект. Это было самое крупное гидротехническое
сооружение XVIII в. (рис. 37).
К. Д. Фролов построил плотину высотой 17,5 м, шириной по верху
14,5 ж, в основании — 92 м, длиной 128 ж, создававшую необходимый
напор воды. По специальной штольне в 443 ж и каналу длиной 96 ж вода
поступала на первое гидравлическое колесо диаметром 4,3 м,
приводившее в движение пилу для распиловки древесины. Затем вода
разделялась на два потока: один шел к Преображенскому руднику, а другой по
цодземной выработке длиной 128 ж подавался к рудоподъемному колесу
Екатерининского рудника. Это колесо обеспечивало подъем руды с
горизонтов 45 м, 77 ж и 102 ж. В течение одного часа с глубины 102 ж
поднимались 12 бадей весом 30 пудов каждая. Подъемная машина
обслуживалась 12 рабочими.
85
От колеса вода по выработке длиной 64 м направлялась к двигателю
водоотливной установки. Диаметр колеса достигал 17 ж. Передача
движения насосам осуществлялась с помощью штанги, помещенной в
специальной выработке длиной 45 м. Вода насосами откачивалась с глубины
213 м. Для установки колеса Фролову пришлось
под землей создать специальную камеру.
После водоотливной установки вода шла по
выработке к гидравлическому колесу
Вознесенского рудника, которое приводило в движение
как рудоподъемную, так и водоотливную
установки. Диаметр колеса Вознесенского рудника
превышал 15,6 м. Для подъема руды Фролов
построил четковый рудоподъемник (именуемый
в документах «патерностер»), обеспечивавший
подъем руды с глубины 60 м.
Для осуществления своего замысла Фролов
вынужден был соорудить большое число горных
выработок, которые проходились в очень крепких
породах.
При создании своей установки К. Д. Фролов
основывался на мировом опыте, накопленном к
тому времени в области гидротехнических
сооружений. Эта установка работала долгое время и
после смерти изобретателя. Горный инженер А.
Карпинский наблюдал ее работу на Змеиногорских
рудниках в 1827 г. «Кто посещал Змеиногорский
рудник, — писал он, — тот, конечно, с
удовольствием осматривал производимые на оном работы,
превышающие, кажется, силы человеческие, и
механические устройства, облегчающие труды рудо-
копателей при извлечении сокровищ из недр
земных. Удивленный путешественник спросит
невольно: кем устроены в глубоких храминах
земли сии огромные колеса, каких не существует
ни в одном из российских рудников, приводимые
в движение водою, протекающей через длинные
каналы, высеченные в камне? Изобретатель сего
механизма есть берггауптман 6 класса Козма
Дмитриевич Фролов».
Однако даже такие колоссальные
гидравлические двигатели не обладали достаточной
мощностью. Самые большие колеса имели мощность
не более 200 л. с. Мощность обычных водяных колес не превышала
десятка лошадиных сил.
Стремясь усовершенствовать гидравлический двигатель, изобретатели
и ученые пытались видоизменить конструкцию водяных колес. Еще
в XV в. было сконструировано горизонтальное водяное колесо, а в начале
XVII в. появилось горизонтальное колесо с ковшеобразными лопатками.
Развитие водяного колеса и широкое применение его в производстве
привело к другим изобретениям, которые в дальнейшем послужили
основой для решения целого ряда важных задач. В частности, в 30—40-х годах
XVIII в. словацкий изобретатель И. Гелл сконструировал водяной
двигатель, получивший название водостолбовой машины (рис. 38).
Принцип работы этого двигателя заключается в следующем. Вода,
поступая по трубопроводу, оказывала давление на поршень. Так как
Рис. 38. Схема
водостолбовой машины.
86
давление воды больше атмосферного давления, то поршень двигался
вверх и поднимал груз. Для того чтобы опустить поршень, было
необходимо повернуть кран и выпустить воду в нижний бьеф.
В некоторых водостолбовых машинах переключением крана воду
заставляли поочередно оказывать давление то на одну сторону поршня,
то на другую. В результате поршень двигался то в одном, то в другом
направлении1.
В дальнейшем водостолбовые машины были значительно
усовершенствованы. Например, механик Меджер, работавший в России, в 1820 г.
разработал простую и оригинальную водостолбовую машину, которая
была установлена на Березовских рудниках.
Эффект, полученный от применения водяного колеса, можно
оценить, сопоставив работу, производимую человеком, животными и
водяными двигателями (см. табл. 2).
Таблица 2
Параметры применения силы человека, животного и
водяного колеса
Скорость
в м/сек
Производительность
в 7ггм/сек
Суточная
работа в кгм
Человек на рычаге
Человек на рукояти
Человек на вертикальном колесе
Осел на приводе
Бык па приводе
Лошадь на приводе
Нижнебойное колесо
Верхнебойное колесо
1,1
0,8
0,15
0,8
0,6
0,9
3,0
2,5
5,5
8
9,6
11,2
39,0
40,0
131,0
175,0
158400
230 400
276480
322 560
1123 200
1166 400
11328 400
15120 000
Из таблицы видно, что гидравлическое колесо явилось более мощным
и производительным двигателем чем другие. Оно, основываясь на
использовании энергии водяных потоков, позволило увеличить размеры
орудий труда. На его основе создавались различные молоты, жернова,
мехи, которые приводились в движение гидравлическими колесами.
Развитие горной техники
В мануфактурный период гидравлические двигатели наибольшее
применение получили в горной промьппленности, где они использовались
для привода подъемных, водоотливных, вентиляционных установок,
дробильных и транспортных механизмов.
Развитие производительных сил настоятельно требовало увеличения
добычи железной руды, каменного угля и других полезных ископаемых.
Расширение торговых связей в мануфактурный период увеличивало спрос
на драгоценные металлы—золото и серебро, добыча которых в связи с этим
значительно возросла.
Большой производственный опыт в области горного дела,
накопленный к началу XVI в. в странах Западной Европы, был впервые обобщен
выдающимся немецким ученым Г. Агриколой (1494—1555) в труде «О
горном деле и металлургии» (1550 г.). Эта книга являлась в течение более 200 лет
1 Этот принцип сейчас положен в основу гидравлического пресса и ряда других
машин.
87
основным руководством по горному делу во многих странах, где
развивалась горная промышленность.
В это время, как и в других странах, на Руси добыча полезных
ископаемых и выплавка металлов принимает все большие размеры.
Вопросами разведки месторождений руд начинает интересоваться московское
правительство. В 1489 г. князь Иван III направил первую крупную
экспедицию на Печору для поисков серебряной руды.
В течение XVI—XVII вв. на Руси было открыто большое число
месторождений медных, серебряных,
железных и других руд, начата
систематическая их разработка. В ряде
районов страны были построены
железоделательные заводы. Во второй
половине XVII в. создается
металлургический центр в районе Тулы,
снабжавший страну железом.
Особенно бурно горное дело в России стало
развиваться после петровских
реформ.
Горное дело в этот период стояло
уже на довольно высоком уровне. Так,
при выборе места заложения рудника
рекомендовалось принимать во
внимание характер местности, растительный
покров, климат, наличие воды,
состояние дорог и т. п. Наиболее
сложную задачу представляли поиски
месторождений. Однако уже в этот
период многовековая практика горного
дела знала целый ряд поисковых приз-
„ „ А наков. Но, как правило, они имели
Георгии Агрикола. ' ^ '
г лишь частичное значение для
определения особо благоприятных условий
залегания месторождений. В большинстве же случаев результаты
поисков зависели от случайных обстоятельств.
Для вскрытия месторождения применялось три способа: а) штольней,
б) штольней и вертикальным шахтным стволом и в) штольней и
наклонным шахтным стволом. Крепление горизонтальных горных выработок
осуществлялось неполным дверным окладом.
Очистные работы велись при помощи ручных железных горных
орудий (кайл, кирок, молотков, лопат и т. п.). В исключительно твердых
породах разрешалось применять огневой метод. В XVII в. стали
производить первые опыты по применению пороха для разрушения
горной породы при добыче полезных ископаемых. Еще в 1548—1572 гг.
взрывные работы были применены при расчистке фарватера реки Немана.
Для подземных работ порох впервые был использован в 1627 г. на
руднике в Банской-Штявнице в Словакии. Опыты проводил Кашпар Вейндл,
применивший обычный черный порох. Использование нового метода
позволило заменить 40—50 горняков, работающих вручную. С этого времени
взрывные работы становятся постепенно одним из основных методов
разрушения горных пород.
Добытую руду доставляли по горным выработкам в тачках или
четырехколесных тележках. В случае необходимости подъема полезного
ископаемого по вертикальному или наклонному шахтному стволу
применяли различного вида вороты (ручные, с конным приводом или гидра-
88
влическим колесом). Из глубоких вертикальных шахтных стволов руду
поднимали конным воротом, получившим в то время очень большое
распространение. Для спуска и подъема людей применялись лестницы,
устанавливавшиеся в вертикальном шахтном стволе, канаты подъемной
установки и другие способы.
Особенно остро стояла проблема водоотлива. Для откачки воды из
рудников изобретались самые разнообразные средства (чашечные и
ковшовые элеваторы, нории, простые и
сложные поршневые насосы). Наиболее
широкое распространение получили
нории (рис. 39), приводившиеся в
движение либо конным, либо гидравлическим
приводом. Эти установки откачивали
воду с глубины 70—190 м.
Вентиляция рудников
производилась путем естественного
проветривания, а также при помощи усиливавших
его различных приспособлений
(диффузоры, флюгеры, заслоны); применялось
также искусственное проветривание
(примитивные вентиляторы,
металлургические мехи).
Еще Агрикола впервые заметил
изменение направления движения
воздуха в горных выработках в
зависимости от времени года. Однако
он не смог объяснить это явление.
Только в XVIII в. М. В. Ломоносов
в своей диссертации «О движении
воздуха, в рудниках примеченном»,
опубликованной в 1750 г., предложил
правильную и научно обоснованную
теорию, дающую объяснение явлениям,
которые происходят при
естественном проветривании подземных
выработок.
Опыт добычи полезных ископаемых
требовал создания определенных
методов измерения горных выработок, то есть
выделения маркшейдерских работ в
самостоятельную область горного дела.
Такие методы к началу XVI в. уже
были разработаны и широко
применялись в ряде стран. Агрикола впервые
подробно описал применявшиеся маркшейдерские инструменты, а также
маркшейдерские работы и наиболее простые методы решения важнейших
задач по изменениям в рудниках, в основу которых было положено
подобие треугольников.
М. В. Ломоносов в своих трудах по горному делу также стремился
дать такие общие правила ведения работ, знание которых позволяло бы
решать все практические задачи. Следует отметить, что если Агрикола
в своей книге дал решение всех возможных для своего времени
маркшейдерских задач, то Ломоносов свел их только к четырем задачам, так как
«по сим правилам можно во всяких случаях и обстоятельствах рудники
вымеривать тому, кто положенные правила вкратце выразумеет».
Рис.
39. Схема водоотливной
машияы-яории.
89
В связи с ростом потребления металлов исключительное развитие
получило обогащение руд. В мануфактурный период стали широко
применяться главные процессы обогащения: обжиг, дробление, сортировка,
грохочение, размалывание, промывка и амальгамация, известные с
древних времен. Уже с конца XV и до XVIII в. широко употреблялись
сортировка, породоотборка и рудоразборка (по цвету и блеску), обогащение
по крупности, гравитационные методы (по удельному весу),
амальгамация (смачивание ртутью благородных металлов), а также другие методы
обогащения, основанные на специфических свойствах минералов.
Изменения в технике металлургии
Переход от одноступенчатого (сыродутного) способа получения
железа к двухступенчатому (доменный и кричный) позволил значительно
поднять производительность металлургического процесса и обеспечить
все возрастающий спрос на металл.
В мануфактурный период двухступенчатый процесс получения железа
подвергся дальнейшему усовершенствованию. Изменения техники
доменного производства, имевшие место в дутьевом хозяйстве, увеличение
размеров доменных печей привели к повышению суточной
производительности, сокращению удельных норм расхода руды и древесного угля.
Металлурги, стремясь увеличить количество воздуха, подаваемого
в домны, стали применять для привода мехов гидравлические колеса.
Однако применявшиеся ранее с таким двигателем обычные кожаные мехи
из-за непрочности не могли обеспечить нормальную работу печей. Поэтому
в 1620 г. в Германии на металлургических заводах Гарца были
сконструированы деревянные мехи, приводившиеся в действие водяным колесом.
Крупным нововведением в доменном производстве явилось применение
в 60-х годах XVIII в. цилиндрических воздуходувок, обеспечивших
значительное увеличение производительности печей1. Достаточно сказать,
что в Англии сразу же после внедрения этих устройств
производительность домны поднялась с 10—12 т до 40 т в неделю.
Характерным для черной металлургии мануфактурного периода
является непрерывное увеличение размеров доменных печей. Если высота
первых домен XVI в. составляла всего 4,5 ж, то домны XVII в. уже
достигали 7—8,5 м, а древесно-угольные печи конца XVIII в. сооружались
высотой в 10—13 м, иногда 14 м. Увеличение размеров печей, а также
более интенсивное дутье позволяли значительно повысить
производительность доменных печей. Так, суточная производительность домны
увеличилась с 1,6 т чугуна в XVI в. до 6—17 т в конце XVIII в. Для того
чтобы выплавить один пуд чугуна, в конце XVIII в. было необходимо
затратить не менее 2 пудов руды и 1,6 пуда древесного угля2 (рис. 41).
Технические изменения в доменном производстве, а также
значительный рост числа металлургических заводов в различных странах привели
к увеличению мировой выплавки чугуна. Если в 1500 г. было
выплавлено всего 66 тыс. т чугуна, то в 1700 г. выплавка чугуна
1 Есть сведения о том, что в 1762 г. русский теплотехник И. И. Ползунов (1729—
1766 гг.) предложил применять цилиндрические воздуходувки к плавильным печам,
используемым для выплавки цветных металлов. Такие воздуходувки для доменных
печей начали использоваться в 1769 г. по предложению английского изобретателя
Д. Смитона (1724—1792 гг.).
2 Это средние удельные нормы расхода руды и угля на единицу выплавляемого
металла, сильно колебались на разных металлургических заводах как в сторону
увеличения, так и в сторону уменьшения.
90
Рис. 40. Богословский металлургический завод. Урал.
достигла 104 тыс. т. В конце рассматриваемого периода (1790 *.)
выплавлялось уже 278 тыс. т чугуна.
Следует подчеркнуть, что особенно быстро выплавка чугуна росла
в России. Если в 1700 г. в России было выплавлено всего 2,5 тыс. т
чугуна, то в 1800 г. годовая выплавка чугуна составляла уже 162 тыс. ттг.
Россия вела большую торговлю металлом со многими странами Европы.
Однако металлургия XVIII в.
все еще основывалась на
применении древесного топлива.
Развитие металлургии привело
к так называемому
топливному голоду, когда все лесные
массивы, расположенные
вблизи заводов, были
уничтожены. Англия, Швеция,
Франция, а в середине XVIII в. и
Россия переживали
настоящий топливный голод. Эти
государства были вынуждены
принять ряд законов, запрещавших
рубку леса и строительство
железоделательных заводов.
Например, в России в 1754 г. был
издан указ, который запрещал
строительство
железоделательных заводов вокруг Москвы на
расстоянии 200 верст, что
позволило предотвратить
уничтожение лесов в этом районе.
В связи с катастрофическим
истреблением леса уже в
середине XVII в. были начаты поиски
заменителей древесного угля,
что в конце концов привело
к переводу черной металлургии
на минеральное топливо — кокс,
получаемый из каменного угля.
В мануфактурный период
на более высокую ступень
становится и литейное
производство, т. е. изготовление
фасонных изделий (отливок) путем
заливки литейных форм жидким
методах литейного дела были
связаны с широким применением огнестрельного оружия, литьем
колоколов и художественных изделий. Наряду с ранее уже
применявшейся для литья бронзой начали использовать и чугун, получаемый
в больших количествах. Вековой опыт литейщиков многих стран
позволил уже в этот период освоить производство отливок по разъемным
формам, а также тонкостенных и пустотелых отливок.
До нас дошли замечательные памятники литейного дела того
времени. Достаточно, например, указать на «Царь-колокол»1, отлитый
1 Вес колокола около 200 т, высота — 6,3 м, диаметр — 6,9 ж, толщина стенок:
вверху — 0,4 м, внизу — 0,27 м.
Рис. 41. Схема доменной печи конца XVIII в.
1 — шахта, 2 — лётка, 3 — фурма, 4 —
воздуходувные мехи, 5 — гидравлическое колесо, 6 —
лоток для воды.
металлом или сплавом. Изменения в
92
в ноябре 1735 г. русскими мастерами — отцом и сыном Моториными —
и находящийся ныне в Московском Кремле.
Наибольшее значение литейное дело имело для артиллерии.
Изменение в военной технике в связи с применением
огнестрельного оружия
Изобретение пороха и распространение его в Европе, а также успехи
литейного дела привели к настоящей революции в военной технике —
к широкому применению огнестрельного оружия.
Рис. 42. Огнестрельная артиллерия XIV в.
Вначале стволы орудий изготовлялись из железных полос,
скрепленных обручами. Затем их стали делать цельнокованными из железа. Такой
ствол вкладывался в деревянную колоду, к которой он прикреплялся
специальными крюками. Для лучшего использования пороховых газов
стволы орудий обычно делались большой длины. Стремление увеличить
подвижность орудия уже в XVI в. приводит к изобретению и широкому
применению колесных лафетов.
Однако все увеличивающиеся масштабы применения артиллерии
вскоре потребовали организации массового производства орудий. Поэтому
орудийные стволы стали отливать из бронзы. Развитие чугунолитейного
дела в мануфактурный период дало возможность перейти к
производству артиллерийских орудий из чугуна. Благодаря сравнительной
дешевизне и простоте отливки чугунных стволов по сравнению с
бронзовыми в ряде стран удалось быстро увеличить боевую мощь артиллерии.
Это имело большое значение, так как строительство крепостей и рост
морского флота настоятельно требовали большого числа орудий.
Орудия в это время изготовлялись гладкоствольными и заряжались,
как правило, С дула.
Снарядами для первых орудий служили ядра, представлявшие собой
сплошные тела из камня, свинца, железа, зажигательной массы и т. п.
Они были сферической формы, при которой, как тогда считалось,
можно получить необходимую дальность и кучность стрельбы, а также
увеличить длительность службы стволов орудий. Однако уже в XV в.
стали применять чугунные ядра, постепенно вытеснившие ядра, изгото-
93
вленные из других материалов. Переход к применению чугунных ядер
привел к уменьшению калибра снарядов при сохранении их веса, что
в свою очередь позволило уменьшить вес ствола, а следовательно, и вес
орудия. Это повысило подвижность орудий, а в результате применения
сильных боевых зарядов увеличилась их мощность.
Необходимость увеличения площади, поражаемой снарядом, привела
к изобретению специальных ядер (цельные и раздвижные книпели) и кар-
Рис. 43. «Единорог». XVIII в.
течи. Крупным нововведением в артиллерии явилось изобретение во
второй половине XVI в. разрывных снарядов. Стремление повысить
эффективность их действия навело на мысль увеличить поражающее действие
картечи путем замены сплошных пуль разрывными. В XVII в. появилась
так называемая гранатная картечь. Уже в XVIII в. стали различать
снаряды фугасного и осколочного действия.
К концу XVII в. были достигнуты большие успехи в развитии
артиллерии. Так, например, дальность полета снаряда из мортир составляла
500 м, из пушки малого калибра — 600 м, а из пушек большого
калибра — до 1000 м.
Иван IV организовал в Москве на реке Неглинке так называемый
«Пушечный двор», в котором русские литейщики, умело используя
зарубежный опыт, применяли передовые для того времени способы
производства орудий. Помимо Москвы пушки отливались также в Пскове и других
городах страны.
Примером мастерства отливки пушек является деятельность
знаменитого русского литейщика Андрея Чохова. Одной из наиболее выдающихся
работ Чохова является так называемая «Царь-пушка» (1586 г.)1,
находящаяся в Московском Кремле.
Наибольших успехов русская артиллерия достигла при Петре I.
который ввел определенную систему измерения калибров орудий и
снарядов, создал артиллерию как самостоятельный род войск. Он обратил
особое внимание на отливку орудий по чертежам, установил нормы боевого
комплекта снарядов на каждый вид орудий и т. п. Во времена Петра I
1 Вес ствола этой пушки — около 4 т\ длина ствола — 5,5 м, внутрешшй
диаметр ствола (калибр) — 900 мм, вес ядра — около 2 т, вес заряда — 480 кг. По своей
отделке «Царь-пушка» является подлинно художественным произведением.
94
русская артиллерия значительно возросла как в количественном, так и
в качественном отношении. Только в одном 1701 г. было отлито
273 орудия.
Большую роль в деле организации русской артиллерии в XVIII в.
сыграл П. И. Шувалов (1710—1762). При нем был принят новый образец
орудия — единорог1, созданный талантливыми русскими мастерами —
Нартовым, Даниловым и Мартыновым (рис. 43).
Выдающийся русский механик и изобретатель .А. К. Нартов (1694—
1756), работая в Артиллерийском ведомстве, изобрел станки для
сверления канала и обточки цапф пушек, оригинальные запалы, оптический
прицел и др. Он предложил новые способы отливки пушек и заделки
раковин в канале ствола орудия. В 1741 г. Нартов создал скорострельную
батарею из 44 трехфунтовых мортирок. В этой батарее впервые в
истории артиллерии был применен винтовой подъемный механизм,
позволивший придавать стволу желаемый угол возвышения.
В целях упорядочения организации использования артиллерии в ряде
стран были созданы специальные руководства. В России в 1621 г. был
опубликован «Устав ратных, пушечных и других дел, касающихся до
военной науки», составленный Онисимом Михайловым.
Гладкоствольная артиллерия существовала более 500 лет (до
середины XIX в.). За это время из примитивных орудий, вначале уступавших
даже метательным машинам древности, орудия гладкоствольной
артиллерии превратились в могучее средство обороны и нападения. Орудия
стали устанавливать на парусных судах и использовать для ведения
морского боя.
Техника текстильного производства
Первые капиталистические мануфактуры возникли в текстильном
производстве, что способствовало в рассматриваемый период
определенному техническому прогрессу в этой отрасли промышленности.
Прежде всего необходимо указать на внедрение на полотняных
мануфактурах самопрялки2 (рис. 44), позволившей значительно поднять
производительность труда прядильщика. В XVI в. к самопрялке был
присоединен ножной педальный механизм, в результате чего
освободилась правая рука прядильщика, которой раньше он вращал рукоятку
колеса. Это значительно улучшило качество ткани, так как прядильщик
мог теперь двумя руками осуществлять операции крутки и намотки
пряжи.
Работая на самопрялке, прядильщик левой рукой вытягивал из
пучка несколько волокон, слегка ссучивал их и направлял в боковое
отверстие веретена, откуда нить шла по каналу веретена и затем по крылу
рогульки до одного из крючков или отверстий, направлявших нить на
катушку под прямым углом к ее оси3. Нажимая ногой на педаль,
прядильщик приводил в движение большое колесо, которое вращало
катушку, наматывавшую на себя нить.
1 Единорог имел длину до 10 калибров и представлял собою гаубицу с конической
каморой, пригодной для стрельбы всеми видами снарядов: ядрами, бомбами,
зажигательными снарядами, картечью и т. п. По своим боевым качествам он намного
превосходил артиллерийские орудия других стран.
2 Первое описание самопрялки содержится в одной немецкой рукописи (1480 г.).
3 Применение рогульки, производившей скручивание нити, и свободная насадка
на ось веретена катушки, осуществлявшей намотку нити, были важнейшими
изобретениями в прядильном производстве того времени.
95
Illlltlill
1
1=
Рис. 44. Схема самопрялки.
Для увеличения производительности самопрялки пытались
применить двойную передачу (одну для веретена, а другую для катушки), а также
снабдить самопрялку двумя веретенами. Однако работа на таких
самопрялках требовала очень высокой квалификации, и поэтому они не
получили широкого распространения. Самопрялка с одним веретеном
и одной передачей длительное время оставалась основным механизмом
при прядении.
В технике ткачества полотняных изделий особых изменений в течение
XVI—XVIII вв. не произошло. Во многих европейских странах
широкое распространение получил так называемый
фламандский ткацкий станок. Все остальные
операции текстильного производства
выполнялись вручную простыми орудиями труда.
В суконной мануфактуре применялись почти
исключительно ручные орудия труда. Поэтому
весь технологический процесс зависел
исключительно от личного мастерства рабочих.
Суконные изделия вырабатывались двух видов: сукна
из короткой и рыхлой шерсти и камвольные
материи из жестких, длинных и извилистых
волокон.
Наиболее сложным был процесс
производства первого вида сукон. Для их получения
было необходимо црежде всего отделить тонкую
шерсть от грубой. Это выполнял специальный
рабочий — разборщик. После этого шерсть
окрашивали, затем рабочий-мотальщик пропитывал
ее маслом. Химически обработав шерсть, ее расчесывали кардами,
представлявшими собой доски с поверхностью, усеянной мелкими зубьями
разной формы. Надо отметить, что кардование являлось наиболее
трудной ручной операцией, требовавшей большого числа рабочих.
Расчесанную шерсть пряли на обычных ручных прялках, а полученную нить
наматывали на шпульки и отправляли к ткачу.
Полученное ткачом на ткацком станке простое или узорчатое сукно
очищалось от масла и соринок рабочим красильщиком-растиралыциком.
Узелки на поверхности сукна выщипывались другим рабочим — щипаль-
щиком. Вручную производились и такие операции, как поднятие
материи (ворса), стрижка ворса и др.
В мануфактурный период машины при изготовлении сукна начинают
применять лишь в двух операциях: для валяния сукон (гидравлическая
сукновальня) и ворсования материи.
Особенностью производства шелковых тканей являлось то, что в нем
отсутствовала операция прядения, а для получения материи было
необходимо лишь соединять и скручивать тонкие коконовые нити. Это
позволило здесь раньше, чем в других отраслях текстильного производства,
применить машины. Имеются сведения, что первые шелкокрутильные
машины применялись в Италии уже в XIII в. Постепенно эти машины
совершенствовались. В XVIII в. они приводились в движение водяным
колесом.
Особый интерес представляет станок для выделки шелковых лент,
изобретенный (по-видимому, в Голландии) в конце XVI или в начале
XVII в. Вначале применение этого станка встретило сильное
сопротивление ремесленников и цеховых объединений, но впоследствии он нашел
самое широкое распространение почти во всех странах. В конце XVIII в.
только во Франции действовало больше 3000 ленточных станков.
96
Как известно, хлопок для изготовления тканей применялся в Индии
и Египте еще в древности. В средние века хлопчатобумажные материи
доставлялись в Европу с Востока. Первые попытки выделки смешанных
бумажно-полотняных изделий делались в Европе еще в XIV—XV вв.,
но только в конце XVII в., когда большой ввоз дешевых и красивых
индийских хлопчатобумажных тканей стал серьезно угрожать сбыту
суконных и полотняных изделий, производство полубумажных тканей
и набойка белых бумажных материй получает в европейских странах
широкое распространение.
В середине XVIII в. хлопчатобумажная промышленность получает
сильное развитие во многих странах, и в особенности в Англии.
Крупнейшим изобретением в текстильном производстве явился
вязальный станок, сконструированный в 1589 г. английским студентом
В. Ли. Эта сложная машина, состоящая из сотни спиц, позволила
приступить к производству чулок машинной вязки. Изобретатель, однако,
не смог организовать чулочное производство у себя на родине и
вынужден был переселиться во Францию, где в начале XVII в. он вместе со
своим братом построил первые чулочные мастерские. После этого
машинная вязка чулок распространилась и в других странах: в Англии,
Голландии, Австрии, Саксонии.
В течение XVI и XVII вв. произошли значительные изменения в
технике красильного дела. Уже в середине XVI в. в Европе начали применять
индиго. В 1630 г. был изобретен способ окраски тканей в ярко-красный
цвет.
Часы и мельница как основа для создания машин.
Первые машины и изобретательство
Большую роль в развитии техникив XVII в., и в особенности в XVIII в.,
сыграли часы и мельница, о значении которых К. Маркс писал: «...две
материальные основы, на которых внутри мануфактуры строилась
подготовительная работа для перехода к машинной индустрии, это—часы
и мельница...»1 К. Маркс подчеркивал: «Часы—это первый автомат
употребленный для практических целей. На их основе развилась вся
теория производства равномерных движений»2.
Еще в древности, примерно за 3000 лет до н. э., в Египте, Индии,
Китае пользовались для измерения времени солнечными часами.
Солнечные часы более совершенной формы применялись в XVII—XVIII вв.
Изобретение водяных часов, в которых время измерялось
вытекающей из сосуда водой, тоже относится к глубокой древности. Водяные часы
получили распространение в Греции, Риме и других странах. Они
сохранили свое значение и в средние века. 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 X.
Гюйгенсом (1629—1695). Проводимые им астрономические наблюдения
требовали точного и удобного способа исчисления времени, чего не могли дать
существовавшие в то время часы.
1 К. Маркс, Ф. Энгельс, Избранные письма стр. 137.
2 Там же.
97
Правда, первый шаг в усовершенствовании измерения времени был
сделан Галилеем, однако 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.
В конце XVII в. и на всем
протяжении XVIII в. изобретатели всех
стран уделяли большое внимание
созданию различных конструкций часов.
Большой интерес в этом отношении
имеют работы русского изобретателя
И. П. Кулибина (1735—1818).
Восемнадцатилетним юношей Кулибин не
только разбирал и собирал сложные
часы, но и сделал из дерева точную
копию часов, ходивших удивительно
точно. Вскоре Кулибин создал часы
очень оригинальной конструкции, в
настоящее время хранящиеся в
ленинградском Эрмитаже. Эти часы, немногим
больше утиного яйца, заключены в
тонкую золотую оправу. В небольшом
корпусе был скрыт секрет крошечного
автоматического театра. Часы играли
различные мелодии, а когда минутная
стрелка подходила к 12, раскрывались
золотые воротца, появлялись фигурки
Христиан Гюйгенс. людей и перед зрителями
разыгрывалось маленькое представление. В часах
имелось 427 деталей. В дальнейшем Кулибин не раз возвращался к
работе над часами и создал интересные планетные часы, показывавшие не
только часы и минуты, но и месяцы, а также фазы Луны и Солнца.
Второй материальной основой для создания машинного
производства являлись мельницы. К. Маркс писал: «Вся история развития машин
может быть прослежена на истории развития мукомольных мельниц»1.
С самого зарождения мукомольных мельниц рука человека с предметом
труда во время его обработки не соприкасалась. В качестве
двигательной силы для привода в движение мельниц стало возможным использовать
животных, ветер и воду.
Известно, что в первобытнообщинном обществе орудиями размола
зерна были зернотерка и ступка, а затем и жернов, которые приводились в
движение вручную. Уже в рабовладельческом обществе орудия размола
зерна стали приводиться в движение водяными колесами. Примерно в
X в. в Западной Европе появились ветряные мельницы.
Таким образом, изобретение, а затем широкое применение
механических часов, с одной стороны, позволило изучить равномерное
движение, а с другой—натолкнуло на мысль применить принцип автоматизма
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 356, прим. 43. Здесь же Маркс отмечает, что
слово мельница (по-английски «mill») в ряде стран еще долгое время применялось
«для обозначения не только машин, приводимых в движение силами природы, но и
всякой вообще мануфактуры, применяющей механические аппараты».
98
для производственных целей. Развитие мельниц способствовало тому,
что принцип освобождения руки человека от соприкосновения с
предметом труда был перенесен на другие трудовые процессы.
В течение мануфактурного периода были созданы необходимые
условия для перехода к машинной индустрии, сделаны первые попытки
применения машин.
Машина как механизм или сочетание механизмов, осуществляющих
определенные целесообразные движения для преобразования энергии
при производстве работы, появилась
еще в древности. Как известно, в
зависимости от основного назначения
различают машины-двигатели, с помощью
которых один вид энергии
преобразуется в другой, удобный для
эксплуатации, и рабочие машины (машины-
орудия), с помощью которых
производится изменение формы, свойств,
состояния и положения объекта труда.
В мануфактурный период особенно
быстро развивался первый вид машин.
Рабочие машины, также появившиеся
в мануфактурный период, применялись
спорадически и в основном в
подготовительных и вспомогательных
процессах. Поэтому они в эту эпоху не имели
того революционного значения, которое
получили в конце XVIII в., когда
началась промышленная революция,
связанная с переходом от мануфактуры к
крупной машинной индустрии.
Кроме того, применение машин в Иван Петрович Кулибии.
мануфактурный период наталкивалось
на сопротивление рабочих, не понимавших еще сущности
капиталистической эксплуатации и видевших в машинах главную причину своего
тяжелого положения. Уничтожая машины, они рассчитывали сохранить
свой прежний заработок, улучшить условия труда.
Внедрению машин препятствовали также ремесленники, игравшие
большую роль в хозяйственной жизни. Они видели в машинах одну из
причин своего разорения и поэтому добивались специальных законов,
запрещавших их внедрение.
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 эти запреты, ленточная машина все больше и
больше внедрялась в производство, так как позволяла значительно
поднять производительность труда (машина заменяла до 18—20
рабочих), 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.
Мануфактурный период характеризовался резким увеличением
числа изобретений и усовершенствований, которые требовались для заро-
99
ждающихся капиталистических предприятий. Среди изобретателей
встречались представители самых различных слоев населения. Наряду с
изобретателями-профессионалами (часовщиками, красильщиками, ткачами
и т. п.), изобретавшими новые часовые механизмы, новые способы
окрашивания, совершенствовавшими машины и механизмы, было много
священников, парикмахеров, дворян и купцов, которые или покупали
изобретения и выдавали их за свои, или иной раз вносили самые
фантастические предложения.
Использование открытий и применение изобретений и
усовершенствований значительно увеличивали прибыли владельцев мануфактур.
Поэтому, стремясь оградить себя от конкуренции, они требовали
законов, ограждающих права владельцев предприятий на монопольное
применение введенных ими изобретений и усовершенствований.
Установление привилегий на изобретения явилось новым
источником дохода государства — патенты и привилегии облагались большими
налогами. Привилегии, охраняющие права изобретателей, были введены
в Англии (1623 г.), США (1787 г.), во Франции (1791 г.) и позднее в
других странах Европы: в России (1812 г.), Голландии (1817 г.), Испании
(1820 г.), Австрии (1820 г.).
Состояние естествознания
Во второй половине XV в. возникло современное естествознание,
«единственное, о котором может итти речь как о науке, в
противоположность гениальным догадкам греков и спорадическим, не имеющим между
собою связи исследованиям арабов...»1 В это время ряд стран Западной
и Центральной Европы переживал так называемую эпоху Возрождения,
характеризовавшуюся стремительным подъемом в области техники, науки
и культуры.
«Это был,— писал Ф. Энгельс,— величайший прогрессивный
переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая
нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти
и характеру, по многосторонности и учености»2. Такими титанами эпохи
Возрождения были Леонардо да Винчи, Николай Коперник, Георгий
Агрикола и другие ученые, которые своими трудами заложили основы
современного естествознания, базирующегося на систематическом
исследовании явлений и законов природы.
Большое значение для формирования естествознания как науки
имели открытия гениального итальянского художника, ученого,
инженера, одного из виднейших представителей искусства и науки эпохи
Возрождения — Леонардо да Винчи (1452—1519). Леонардо да Винчи
считал, что практика невозможна без теории. Он говорил: «Влюбленный
в практику без науки — словно кормчий, ступающий на корабль без
руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет». В то же время
он указывал, что теория без практики бессильна. Он писал, что железо
ржавеет, не находя себе применения, а ум человека, не находя себе
применения, чахнет.
Леонардо да Винчи занимался математикой, механикой, физикой,
астрономией, геологией, ботаникой, анатомией и физиологией как
человека, так и животных. Он обогатил все эти области знания глубокими
наблюдениями и проницательными догадками, которые подтвердились
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, М., 1955, стр. 152.
2 Там же, стр. 4.
100
через много лет и даже спустя несколько веков. В области механики он
ставил эксперименты и стремился определить, например, коэффициент
трения, скольжения. Он исследовал явления удара, сопротивления
различных материалов, изучал падение тел и т. д. Леонардо да Винчи
принадлежат первые попытки в области воздухоплавания и конструирования
летательных аппаратов. Основываясь на эксперименте и наблюдении
полета птиц, он, кроме рисунков летательных аппаратов, приводимых
в движение мускульной силой человека, набросал схемы парашюта,
вертолета и других интересных
конструкций. Ему принадлежат
многочисленные конструкции токарных, ткацких
станков и печатных машин, прибора
для шлифования стекла и т. д.
(рис. 45). Однако, конечно,
большинство его изобретений в то время не
могло иметь практического значения,
так как не были еще созданы
условия для их применения.
Период развития естествознания
как науки начался со второй
половины XV в. и продолжался до конца
XVIII в. В этот период
естествознание стало обслуживать потребности
развивающегося промышленного
производства. Энергетической базой для
промышленности в то время служило
механическое движение — энергия
человека, животных и воды, поэтому
естествознание ставило перед собой
задачу изучения механического
движения и познания его законов.
Мореплавание нуждалось в помощи аст- Леонардо да Винчи,
рономии—«небесной механики», как
ее тогда называли. Военное дело,
в котором широко применялся порох, выдвигало в качестве
центральной задачи изучение баллистики, т. е. движения тяжелого брошенного
тела, что также связано с механикой.
Развитию механики способствовали также особенности научного
процесса познания явлений. Энгельс писал: «...изучение природы
движения должно было исходить от низших, простейших форм его и должно
было научиться понимать их прежде, чем могло дать что-нибудь для
объяснения высших и более сложных форм его»1. В связи с этим вначале
были созданы основы механики, затем физики, химии и биологии, т. е.
началось изучение более сложных форм движения материи.
Рассматриваемый период развития естествознания характеризовался
созданием основ механики.
Большое значение для развития механики имело учение Николая
Коперника (1473—1543). Его гелиоцентрическая система мира была
величайшим открытием, положившим начало освобождению естествознания
от богословия.
Гелиоцентрическая система мира — это учение, которое признает
и доказывает, что Земля — это одна из планет, вращающихся вокруг
Солнца, и что она, помимо этого, вращается вокруг своей оси. Это учение
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 44.
101
утвердилось лишь после длительной, упорной и полной глубокого
трагизма борьбы с учением противоположного направления, с
геоцентрической системой мира, т. е. с учением, согласно которому считалось, что
Земля находится в центре всей Вселенной. Возражения против
геоцентрической системы мира вплоть до эпохи Возрождения были еди-
Рис. 45. Гидравлические машины.
Рисунки Леонардо да Винчи.
ничными и случайными. Только основываясь на новом уровне науки
и техники, стало возможным доказать ошибочность геоцентрической
системы мира.
Сочинение Н. Коперника «Об обращении небесных сфер», изданное
в 1543 г.,— одно из выдающихся произведений в истории науки. Эта
книга, революционная по содержанию, на протяжении последующих
столетий играла огромную роль в развитии науки и стала символом
борьбы за передовую прогрессивную науку.
Первым, кто оценил значение работы Коперника, был великий
итальянский мыслитель, материалист и атеист, смелый критик схоластики
и борец против церкви Джордано Бруно (1548—-1600). Он был страстным
противником схоластики, которая преподносит «скорлупу слов вместо
зерна вещей». Вся жизнь этого ученого протекала в острой борьбе с
врагами науки, с поповщиной и средневековым мракобесием.
Центральное место в борьбе за передовую науку занимает
выдающийся итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564—1642),
являющийся основоположником механики. Он сделал ряд открытий в
области астрономии и показал, что наблюдаемые при помощи телескопов
явления соответствуют гелиоцентрической системе мира.
102
Галилей провел большую работу по созданию принципов
механики и впервые точно сформулировал основные кинематические понятия
(скорость, ускорение). Он экспериментально установил количественный
закон падения тел в пустоте, согласно которому расстояния,
проходимые падающим телом в одинаковые промежутки времени, относятся
как последовательные нечетные числа. Ему же принадлежит
формулировка исходного закона динамики — принципа инерции. Он открыл
законы колебания маятника и первый
выдвинул идею относительности
движения.
Галилей много занимался
важнейшими проблемами практики:
изучением простых машин, атмосферного
давления, движения в
сопротивляющейся среде, вопросов гидро- и
аэростатики.
Окончательное признание
гелиоцентрическая система мира получила
в трудах выдающегося немецкого
астронома Иоганна Кеплера (1571—1630),
открывшего законы движения планет.
Великий английский математик,
астроном и физик Исаак Ньютон (1643—1727)
сформулировал эти законы под углом
зрения общих законов движения
материи. Можно сказать, что работами
Ньютона и был завершен этот период
естествознания.
В этот период в естествознании ело- Николай Коперник,
жились метафизические взгляды, в
основу которых было положено
представление об абсолютной неизменности природы. В соответствии с этими
взглядами возникли различные учения о «невесомых материях», которые
воплощали идею абсолютности, неизменности сил природы.
Такие взгляды наиболее широко были развиты в химии, которая
в рассматриваемый период еще не стала на твердую почву научных
воззрений. К XVIII в. интерес к алхимии значительно ослабел и достижения
химии все больше и больше стали использовать в производстве. Для
объяснения ряда процессов, например металлургических, немецким ученым
Г. Э. Сталем (1660—1734) была создана так называемая теория
«флогистона».
«Флогистон», по его мнению,— это гипотетическая материя, «горючее
начало». Именно существованием этой материи и объясняли химики
XVII—XVIII вв. процессы горения, окисления и дыхания. Что же
касается тепловых явлений, то, согласно этим метафизическим
представлениям, они объяснялись существованием гипотетической «невесомой
жидкости», получившей название «теплорода», или «теплотвора».
В этот период происходит сближение химии с медициной. Большую
роль при этом сыграл немецкий врач и естествоиспытатель Филипп Пара-
цельс(1493—1541). Он стремился создать медицинскую науку,
основанную на опыте и наблюдениях. Отвергая учения древних* он утверждал,
что явления, происходящие в организме, представляют собой химические
процессы. Парацельс является одним из основоположников ятрохимии
(врачебной химии). Значительный вклад он сделал также и в науку о
лекарствах.
103
Говоря о развитии медицины, следует упомянуть о работах Андрея
Везалия (1514—1564) и Уильяма Гарвея (1578—1657).
В своем труде «О строении человеческого тела» (1543 г.) Везалий
впервые в истории естествознания дал вполне научное, строго
соответствующее природе описание строения человеческого тела, основанное
на экспериментальных исследованиях.
Английский ученый Гарвей является одним из основоположников
научной физиологии. Ему принадлежит открытие кровообращения. О
значении этого открытия великий русский
ученый И. П. Павлов писал: «...среди
глубокого мрака и трудновообразимой
сейчас путаницы, царивших в
представлениях о деятельности животного и
человеческого организмов, но освященных
неприкосновенным авторитетом
научного классического наследия, врач
Вильям Гарвей подсмотрел одну из
важнейших функций организма —
кровообращение и тем заложил фундамент
новому отделу точного человеческого
знания — физиологии животных».
Большую историческую роль в
развитии медицины и смежных с ней
отраслей знания сыграло на рубеже
XVI—XVII вв. введение микроскопиро-
вания. Первые достоверные сведения о
микроскопе относятся к 1609—1610 гг.,
когда Г. Галилей сконструировал свой
первый микроскоп. Правда, сочетание
линз, образующих оптическую систему
„ микроскопа, было известно голландским
Галилео Галилеи. и итальянским шлифовальщикам
очковых стекол уже в конце XVI в.
Первые микроскопы давали хорошее, неискаженное изображение
с увеличением до 300 раз. Такие микроскопы (вернее, одиночные линзы)
позволили голландскому биологу Антони ван Левенгуку (1632—1723)
сделать точные наблюдения над различными мельчайшими объектами.
Он впервые наблюдал мир инфузорий, в том числе и бактерий,
наблюдал движение крови в капиллярах, описал эритроциты, изучал
строение насекомых и т. д.
В тесной связи с химией развивались минералогия и отчасти геология.
Минералогия, как и другие естественные науки, возникла в
результате практической деятельности человека, использовавшего природные
ресурсы для удовлетворения своих потребностей. В мануфактурный
период в связи с развитием добычи минерального сырья для выплавки
металлов и для нужд медицины были накоплены обширные сведения о
минералах и рудах. Минералогия в это время начала выделяться в
самостоятельную отрасль науки, изучающую природные химические соединения —
минералы, их внутреннее строение, свойства и условия их образования и
изменения.
Говоря о минералогии, прежде всего следует указать на труд
немецкого ученого Георгия Агриколы, в котором была сделана одна из первых
попыток провести определенную систематизацию минералов и горных
пород. До этого было известно только около 60 минералов. Агрикола
описал еще 20 минералов и высказал предположение о существовании
104
множества других, еще не открытых минералов. Классификация
«минеральных тел» Агриколы, хотя и не была вполне последовательной, широко
использовалась в течение 200 лет.
В процессе изучения свойств минералов уже в XVII в. датские ученые
Э. Бертолин (1625—1698) и Н. Стено (1638—1686), голландский ученый
А. Левенгук, английские ученые Р. Бойль и Р. Гук (1635—1703) и др.
установили некоторые характерные
физические, и в частности оптические,
свойства кристаллов, а также первые
геометрические законы их строения.
Таким образом, для этого периода было
характерным возникновение нового
кристаллографического направления.
Это направление в дальнейшем
выделилось в самостоятельную
дисциплину — кристаллографию.
В это же время начала
складываться как самостоятельная область науки
и геология, изучающая строение,
минеральный состав и историю развития
Земли и земной коры. Правда, в этот
период все еще господствовала церковь,
строго следившая за тем, чтобы в
вопросах о происхождении Земли и ее
поверхности все следовали библейской
легенде. Поэтому, естественно, ученые
того времени не могли полностью
отрешиться от вековой традиции. Однако
уже Леонардо да Винчи высказал ряд Ньютон
интересных геологических гипотез,
которые категорически отвергли
библейскую легенду о «всемирном потопе» и церковные представления о
продолжительности существования мира.
В этом отношении большой интерес представляют высказывания
Г. Агриколы, который в своих трудах высмеивал существовавшие в то
время взгляды, противоречившие, по его мнению, всякому опыту, будто не
только горные породы, но и содержащиеся в них минералы созданы богом
при сотворении мира такими, какими мы находим их сейчас, и что они
не подвергались воздействию ни времени, ни сил природы.
Следует упомянуть о появлении в XVII в. умозрительных
космогонических гипотез Декарта и Лейбница, согласно которым Земля
первоначально находилась в расплавленном состоянии, а затем на протяжении
длительного периода времени остывала, покрываясь корой.
Крупнейшие сдвиги в области геологии произошли в XVIII в., когда
великий русский ученый М. В. Ломоносов положил начало эволюционному
направлению и сравнительно-историческому методу в геологии. Однако
этот метод получил развитие только в XIX в., в связи с работами Ч. Лайе-
ля (1797—1875).
М. В. Ломоносов смело отверг существовавшее в то время ненаучное
объяснение наличия в слоях земли различных насекомых, животных
и растений и библейскую догму о возрасте Земли. Он первым высказал
идею о геологическом времени.
Известную прогрессивную роль в борьбе против библейского мифа
и идей о неизменности природы сыграли высказанные в середине
XVIII в. космогонические гипотезы немецкого ученого Иммануила Канта
105
{1724—1804) и французского естествоиспытателя Жоржа Бюффона (1707—
1788). Уже в первой своей работе «Теория Земли» (1749 г.) Бюффон писал,
что Земля образовалась из осколка, который оторвался от Солнца во время
падения на него космического тела (кометы) и постепенно остывал до
самого центра.
Рис. 46. Опыты Отто Герике.
Гравюра из книги Герике «Новые, так называемые Магдебургские,
опыты с пустым пространством», 1672 г.
Конец рассматриваемого периода ознаменовался острой борьбой
в геологии между двумя противоположными направлениями —
нептунизмом и плутонизмом. Основоположником нептунизма является шведский
химик и минералог Т. Бергман (1735—1784), который в 1769 г. впервые
высказал мысль, что кристаллические породы образовались путем
химической кристаллизации из вод «первозданного» океана, а слоистая порода
представляет собой продукт разрушения кристаллических пород и
отложилась якобы при «всемирном потопе». Крупнейшим
представителем этого направления был профессор Фрейбергской горной академии
А. Г. Вернер (1750—1817).
Господство нептунистического направления было подорвано
появлением в 1788 г. книги шотландского натуралиста-геолога Дж. Геттона
(1726—1797), где были заложены начала плутонизма, согласно которому
происхождение всех горных пород объяснялось действием «подземного
жара». Учение Геттона представляло в то время прогрессивное
направление в геологии, несмотря на односторонность и ограниченность его
гипотезы относительно развития Земли.
Перелом в развитии физики наступил несколько позже, чем в других
отраслях науки. Ученик Галилея Э. Торричелли (1608—1647) разработал
106
ряд вопросов гидродинамики — открыл существование атмосферного
давления и создал ртутный барометр. Знаменитый французский математик,
философ и физик Б. Паскаль (1623—1662) продолжил изучение
атмосферного давления и доказал, что столб жидкости в барометре поддерживается
именно атмосферным давлением. Кроме того, он открыл названный его
именем закон о передаче давления в жидкостях и газах.
Исследуя свойства воздуха, немецкий физик Отто фон Герике (1602—
1686) на простых и убедительных опытах доказал существование давления
воздуха (опыт с «магдебургскими
полушариями»), установил его упругость,
весомость, способность поддерживать
горение, постоянное наличие в нем паров
воды, а также то, что воздух является
проводником звука. Для этих опытов им
был изобретен (1650 г.) воздушный насос
(рис. 46).
В 1662 г. знаменитый английский
физик и химик Роберт Бойль (1627—
1691) вместе со своим учеником Р. То-
унлеем впервые установил
существование зависимости объема воздуха от
давления. Через 14 лет французский физик
Э. Мариотт (1620—1684), независимо от
Бойля, открыл тот же закон, изложив
его в своем сочинении «Опыт о природе
воздуха» (1676 г.). Именно опыты Мари-
отта позволили убедительно доказать
этот закон1.
Естествоиспытатели стремились
объяснить и электрические явления.
Первые наблюдения над действием электри- _ _
ческих сил (притяжение легких предме- Вениамин Франклин,
тов натертым янтарем) были сделаны еще
Фалесом Милетским в Греции за 600 лет до н. э. Однако в дальнейшем
учение об электричестве не развивалось вплоть до появления в 1600 г.
труда английского физика Уильяма Джильберта (1540—1603) «О магните,
магнитных телах и о большом магните — Земле». У. Джильберт
установил, что многие тела, подобно янтарю, обладают способностью
притягивать легкие предметы после натирания. Сравнивая свойства
этих тел со свойствами янтаря, он назвал их «электрическими» и тем
самым ввел этот термин в науку. Электрические свойства тел Джильберт
объяснил тем, что в телах имеется некоторая специфическая
электрическая субстанция (вещество), выходящая из них при трении и
обусловливающая притяжение и отталкивание2.
В середине XVII в. свойства электричества изучал немецкий физик
Герике, создавший для своих наблюдений одну из первых
электростатических машин — вращающийся шар из серы, натиравшийся руками.
Проводя эксперименты с этим шаром, он обнаружил явление
электрического отталкивания. Им обнаружено также явление электрического
свечения.
1 Закон Бойля—Мариотта гласит: «При постоянной температуре объем данной
массы газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится».
2 Эта точка зрения нашла подтверждение в работах Стефана Грея, показавшего
в 1729 г., что заряд можно переносить с одного тела на другое.
107
В 1733—1737 гг. в мемуарах Парижской Академии наук был
опубликован ряд исследований об электричестве французского физика Шарля
Франсуа Дюфе (1698—1739). Дюфе сконструировал прибор для
обнаруживания и примитивного измерения электричества — прототип современного-
электроскопа. Он высказал предположение, что существуют два
различных рода электричества: «стеклянное», возникающее при натирании
стекла, и «смоляное», образующееся при натирании смолы. В результате своих
опытов он установил, что однородные электричества отталкиваются, а
разнородные взаимно притягиваются.
Американский ученый Вениамин Франклин (1706—1790) в 1747 г.
создал другую, так называемую унитарную теорию, согласно которой
существует только один род электричества, соответствующий «стеклянному»
электричеству Дюфе. Франклин сформулировал закон сохранения заряда,
сущность которого заключается в том, что избыток электричества в теле
по сравнению с нормальным количеством означает положительный заряд,
а недостаток его указывает на отрицательный заряд («смоляное»
электричество Дюфе). При электризации тел электричество переходит с одного*
тела на другое, общее же его количество остается неизменным.
Запуская воздушный змей во время грозы, Франклин получил
электрические искры и тем самым доказал, что молния представляет собою
электрическое явление (1752 г.). Он также изобрел громоотвод и
плоский конденсатор.
Над созданием громоотвода работал и чешский священник Прокоп
Дивиш (1696—1765), построивший так называемую «метеорологическую
машину» для улавливания атмосферного электричества и получения
искры. Дивиш пытался применить электричество для лечения болезней
и изучал его влияние на рост растений.
Обширные исследования в области учения об электричестве
проводил М. В. Ломоносов, а также Г. В. Рихман (1711—1753),
который ввел в науку об электричестве количественные измерения, для чего
изобрел электроизмерительный прибор «электрический указатель» (1745 г.).
В течение 1746—1752 гг. Рихман произвел большое число экспериментов
по изучению электризации и электропроводности тел, по выяснению
зависимости электроемкости тел от их массы и формы. Ему принадлежит также-
открытие явления электростатической индукции.
В 1752—1753 гг. Ломоносов и Рихман провели исследования
атмосферного электричества с помощью специальных установок — «громовых
машин». 26 июля 1753 г. во время одного из таких опытов Рихман был убит
ударом молнии.
В конце 1753 г. Ломоносов выступил с работой «Слово о явлениях
воздушных, от электрической силы происходящих», в которой изложил теорию
атмосферного электричества и высказал свои воззрения на природу
электричества. Он считал, что возникновение атмосферного электричества
обусловлено конвекцией воздушных масс. По его мнению, электричество
связано с вращением частиц эфира вокруг своих осей. Теория
электричества, предложенная Ломоносовым, коренным образом отличалась от
существовавших в то время теорий тем, что исключала наличие особой
«электрической материи» и сводила электрические явления к движению эфира.
В 1767 г. английский химик Джозеф Пристли (или Пристлей) (1733—
1804) впервые высказал мысль о том, что существует определенное
количественное взаимодействие двух электрических зарядов. Независимо от него
эту же идею высказал английский физик и химик Генри Кавендиш (1731—
1810), начавший свои исследования в области электричества в 1771 г.
Он открыл влияние среды на емкость конденсаторов и нашел значение
диэлектрических постоянных для некоторых веществ.
108
В 1785 г. французский физик Шарль Огюстен Кулон (1736—1806)
опытным путем с помощью изобретенных им крутильных весов установил
зависимость силы взаимодействия между двумя покоящимися
электрическими зарядами от их величины и от расстояния между ними1.
На основании установленного закона, получившего название закона
Кулона, он вывел заключение об отсутствии электризации внутри
проводника. Эти работы Кулона подготовили
основу для последующих теоретических
исследований в области электро- и
магнитостатики.
Таким образом, к началу XIX в.
уже были созданы основные
представления об электричестве; были изучены
важнейшие явления электростатики и
дана ее математическая разработка.
Потребности производства, а также
успехи, достигнутые в астрономии,
механике и других отраслях знаний,
привели к развитию математики. Прежде
всего в это время разрабатываются
основные положения алгебры. Еще в
XVI в. итальянскими математиками
С. Ферро, Н. Тартальей и Л. Феррари
были найдены алгебраические способы
решения уравнений третьей и
четвертой степеней, которые в течение
столетий считались неразрешимыми.
Дальнейшее развитие алгебра получила в трудах
итальянского ученого Дж. Кардано _. _ _
v. rf\ т> Михаил Васильевич Ломоносов,
и французского математика Ф. Виета.
В XVII в. крупнейшим
достижением в математике явилось открытие логарифмов, которое сделали почти
одновременно и независимо друг от друга шотландский математик Джон
Непер (1550—1617) и швейцарский математик Иобст Бюрги (1552—1632).
«Арифметические и геометрические таблицы прогрессии» Бюрги и
особенно «Описание удивительной таблицы логарифмов» и «Построение
удивительной таблицы логарифмов» Непера содействовали развитию
техники вычислений.
Выдающийся французский философ, физик и математик Рене Декарт
(1596—1650) опубликовал в 1637 г. работу «Геометрия», содержащую
основы метода координат в геометрии. В этом труде он впервые в науке
ввел понятие переменной величины и функции. Говоря об этом, Ф.
Энгельс писал: «Поворотным пунктом в математике была декартова
переменная величина. Благодаря этому в математику вошли движение и
диалектика и благодаря этому же стало немедленно необходимым
дифференциальное и интегральное исчисление..л2.
Разработав отдельные вопросы исчисления бесконечно малых
величин, математики первой половины XVII в. (французские ученые П. Ферма
и Р. Декарт, итальянские — Б. Кавальери и Э. Торричелли и др.)
подготовили почву для создания дифференциального и интегрального исчисления.
Возникновение новых разделов математики связано с работами английского
1 На существование этого закона указывал в 1759 г. русский физик Ф. Эпияус
в своем труде «Опыт теории электричества и магнетизма».
2 Ф, Энгельс, Диалектика природы, стр. 206.
109
ученого Исаака Ньютона и немецкого ученого Готфрида Вильгельма
Лейбница (1646—1716).
В XVIII в. наблюдается дальнейшее развитие математики.
Происходит овладение математическими знаниями и применение их в различных
областях науки. В этом отношении показательны работы Леонарда Эйлера
(1707—1783) и Жозефа Луи Лагранжа (1736—1813). В это время были
заложены основы новых направлений в математике (теория вероятности
и т. п.).
Во второй половине XVIII в. началось крушение метафизических
представлений о природе. Большую роль в этом сыграли работы
М. В. Ломоносова в области кинетической теории в химии и физике, его
закон сохранения материи и движения. Труды Канта и Лапласа также
подготовили почву для дальнейшей борьбы с метафизическими
воззрениями.
* *
*
Итак, историческая роль мануфактуры состояла в том, что она
подготовила необходимые условия для перехода к машинному
капиталистическому производству. Мануфактура, доведя до высшей степени разделение-
труда внутри производства, упростила многие операции, которые
свелись к таким простым движениям, что стала возможной замена руки
рабочего машиной.
Развитие мануфактуры привело к специализации орудий трудаг
к их значительному совершенствованию, вследствие чего оказался
возможным переход от ручных орудий к машинам. Мануфактура подготовила
кадры искусных рабочих для крупной машинной индустрии. В
мануфактурный период появляются первые машины, которые, однако, получают
спорадическое применение.
Основным двигателем мануфактур становится гидравлическое колесо
(водяной гидравлический двигатель). Большое значение для развития
крупной машинной индустрии имели часы, которые явились первым
автоматом, созданным для практических целей. В этот период получают
дальнейшее развитие горное дело и металлургия. В военной технике
происходят изменения в связи с широким применением огнестрельного оружия.
В это время возникает естествознание как наука.
Развитие производительных сил подготовило переход к
капиталистическим отношениям. В этот период происходит формирование двух
классов буржуазного общества: с одной стороны, наемных рабочих,
а с другой — капиталистов. В недрах феодального общества выросли и
созрели более или менее готовые формы капиталистического уклада.
ТЕХНИКА В ПЕРИОД ПОБЕДЫ
И УТВЕРЖДЕНИЯ КАПИТАЛИЗМА.
Конец XYIII—70-е годы XIX в.
(Распространение рабочих машин
на базе парового двигателя)
ГЛАВА V
ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVIII—XIX вв.
И ОБЩЕСТВЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ С КОНЦА XVIII в.
ПО 70-е ГОДЫ XIX в.
П... _ ._
¦ ¦ и утверждения капитализма в передовых странах мира. В эту
эпоху в результате буржуазных революций в Англии, Франции,
Германии и других странах был ликвидирован феодально-абсолютистский
строй и тем самым устранено главнейшее препятствие для развития
капиталистических отношений. Буржуазия низвергла феодальный строй
и тем самым создала условия для дальнейшего развития
производительных сил.
Вслед за изменениями экономики последовали и крупнейшие
общественные перемены. Феодальное государство превратилось в буржуазное.
Класс буржуазии начал насаждать порядки и диктовать законы, угодные
и выгодные ему, но вместе с буржуазией развивался и креп класс
пролетариата, исторической миссией которого является свержение
капитализма. Это время насыщено непрекращающимися выступлениями
пролетариата против буржуазии.
После крушения феодализма во всех европейских странах стала
быстро развиваться крупная машинная капиталистическая промышленность.
В XIX в. буржуазия создала более грандиозные производительные силы,
чем все предшествующие поколения, вместе взятые.
Период победы и утверждения капитализма есть время
возникновения и развития крупной машинной индустрии. Основой новой формы
организации общественного производства стала капиталистическая
фабрика.
Характернейшей чертой техники этого периода являлось изобретение
и распространение в основных отраслях промышленности рабочих машин,
которые являются качественно новым явлением в истории техники.
К. Маркс о машинах и машинной индустрии
Человек издавна употреблял машину в трудовых процессах. Однако
большинство машин докапиталистических формаций существенно
отличалось от машин эпохи капитализма. При докапиталистических способах
производства применялись преимущественно машины-двигатели, которые
употреблялись при второстепенных, подготовительных процессах
производства, требующих большого количества людей и большой затраты силы.
Исходным пунктом перехода от мануфактурного производства к
машинному явилось изобретение и применение рабочих машин.
ИЗ
Если в ремесленном производстве человек при помощи простых
орудий непосредственно воздействовал на предмет труда, то теперь за
него это стала делать рабочая машина. Внедрение рабочих машин
позволило во много раз поднять производительность труда. Они заменили
руку рабочего, державшую инструмент, создали возможность почти
неограниченного расширения количества инструментов, одновременно
воздействующих на предмет труда. «Таким образом,— писал К. Маркс,—
количество орудий, которыми одновременно действует одна и та же-
рабочая машина, с самого начала эмансипируется от тех органических
ограничений, которым подчинено ручное орудие рабочего»1.
Рабочая машина является главной частью развитой совокупности
машины, которая непосредственно воздействует на предмет труда
и целесообразно изменяет его форму. Обе другие части машины —
двигатель и передаточный механизм — существуют лишь затем, чтобы привести
в движение рабочую машину.
К. Маркс писал: «Всякая развитая совокупность машин [entwickelte
Maschinerie] состоит из трех существенно различных частей:
машины-двигателя, передаточного механизма, наконец машины-орудия, или рабочей
машины»2.
Машина-двигатель действует как движущая сила всего механизма.
Она или сама порождает свою двигательную силу, как паровая машина,
или же получает двигательную энергию извне, от какой-либо готовой силы
природы, как водяное колесо от падающей воды, крыло ветряной
мельницы от ветра и т. д.
Передаточный механизм передает силу, развиваемую двигателем,
рабочей машине. Он регулирует движение, изменяет, если необходимо,
его форму, распределяет его и переносит на рабочий механизм.
Передаточный механизм состоит из маховых колес, подвижных валов, зубчатых колес,
эксцентриков, передаточных лент, ремней, промежуточных
приспособлений самого разного рода.
«...Рабочая машина — это такой механизм, который, получив
соответственное движение, совершает своими орудиями те самые операции, которые
раньше рабочий совершал подобными же орудиями»3.
Все три части совокупности машин в своем развитии связаны между
собой. Одна машина-двигатель может одновременно приводить в
движение много рабочих машин. С увеличением количества одновременно
приводимых в действие машин возрастает и мощность машины-двигателя,
а вместе с ней передаточный механизм разрастается в широко
разветвленную трансмиссию. Когда машина-двигатель одновременно приводит к
движение несколько однородных или разнородных машин, то возникает
кооперация машин.
К. Маркс различает два вида кооперации машин: простую кооперацию
однородных машин и кооперацию разнородных машин, т. е. систему машии.
Примером простой кооперации машин может служить ткацкая или
швейная фабрика. Она состоит из множества однородных машин —
механических ткацких станков или швейных машин, помещенных в одном здании
и выполняющих одинаковые производственные операции. Система машин
представляет собой кооперацию разнородных машин, при которой
совокупность рабочих машин (разнородных, но взаимно дополняющих друг
друга) последовательно обрабатывает предмет труда.
«В расчлененной системе рабочих машин, получающих свое движение
посредством передаточных механизмов от одного центрального автомата.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 380.
2 Там же, стр. 378—379.
3 Там же, стр. 379—380.
114
машинное производство приобретает свой наиболее развитый вид. На место
отдельной машины выступает это механическое чудовище, тело которого
занимает целые фабричные здания и демоническая сила которого, сначала
скрытая в почти торжественно-размеренных движениях его исполинских
членов, прорывается в лихорадочно-бешеной пляске его бесчисленных
рабочих органов в собственном смысле слова»1.
Еще более усовершенствованной кооперацией машин является
автоматическая система, при помощи которой машинами выполняются все
необходимые операции по обработке сырого материала, без какого-либо
вмешательства человека. Рабочий осуществляет лишь общий контроль за
механизмами. Но эта форма организации труда в рассматриваемый нами
исторический отрезок времени была еще в зародыше.
С конца XVIII в. машинное производство, основанное на простой
кооперации, постепенно занимает господствующие позиции в
промышленности. Хотя в это время начинает появляться и система машин, но она
еще не получает широкого распространения. Внедрение в производство
системы машин становится характерным для семидесятых годов XIX в.
Кооперация машин того или иного вида служит технической основой
капиталистической фабрики. Капиталистическая фабрика—это крупное
промышленное предприятие, основанное на эксплуатации наемных
рабочих, применяющее простую кооперацию машин \\л\* систему машин для
производства товаров. Именно употребление в процессе производства
кооперации машин является главнейшим признаком всякой
капиталистической фабрики, резко отличающим ее от мануфактуры.
В период победы и утверждения капитализма фабричная система
постепенно охватила почти все отрасли промышленного производства.
Историческая последовательность возникновения
машинного капитализма
Крупная машинная индустрия исторически сменила мануфактуру
не сразу, а в течение определенного периода времени, различного в разных
странах по длительности, так как капитализм победил во всех странах
не одновременно.
Англия является родиной машинного капитализма. Буржуазная
революция в Англии, свершившаяся еще в XVII в., расчистила путь для
развития капиталистических отношений и явилась прологом к промышленно-
техническому перевороту в конце XVIII в. Придя к власти, английская
буржуазия создала условия, обеспечивающие ей экономическое и
политическое господство в стране.
В середине XVIII в. были заложены основы британской колониальной
империи. Очень скоро у английской буржуазии появились и «свободные
капиталы», необходимые для вложения в промышленность, накопленные
в результате или прямого ограбления колониальных стран, или
посреднической сверхприбыльной «заморской» торговли.
В середине XVIII в. английская буржуазия располагала также и
дешевой рабочей силой. Обезземеливание крестьянства создало огромную
армию лишенных всякой собственности пролетариев, единственным
источником существования которых была продажа своей рабочей силы.
В Англии в XVIII в. были широко распространены
капиталистические мануфактуры, создающие прямые предпосылки для развития
машинной техники.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 387—388.
115
Итак, «свободные капиталы», дешевая рабочая сила и предпосылки
для развития машинного производства, заложенные в мануфактуре,
создали в начале XVIII в. чрезвычайно благоприятные условия для развития
английского капитализма. В Англии ранее других стран возникла
экономическая необходимость в новой организационной форме
промышленности, основой которой должна была быть новая, более совершенная,
машинная техника.
Процесс перехода мануфактурного производства на рельсы машинной
техники и мануфактурной организации труда к фабричной системе
называется промышленным переворотом, или промышленной революцией.
Для развития капитализма промышленная революция имеет
исключительно важное значение. Именно во время промышленного переворота
закладываются важнейшие основы технико-экономического прогресса
позднейшего времени.
Первый этап промышленной революции был связан с появлением
рабочих машин в текстильном производстве. Изобретение и
распространение рабочих машин создали неограниченные возможности для
расширения производства и его технического усовершенствования. «Промышленная
революция в XVIII веке,— писал К. Маркс,— исходит как раз от этой
части машин — от рабочей машины. И теперь каждый раз, когда
ремесленное или мануфактурное производство превращается в машинное,
исходным пунктом служит рабочая машина»1.
Второй этап промышленной революции начался с изобретения
универсального теплового двигателя, т. е. паровой машины. К. Маркс называл
паровой двигатель двигателем крупной промышленности, ибо он не только
удовлетворял нужды развивающейся фабричной системы, но и сам
послужил мощным стимулом для введения рабочих машин во все отрасли
производства, и в первую очередь в машиностроение.
Третий этап промышленной революции был связан с созданием
рабочих машин в машиностроении, т. е. с изобретением суппорта, или
резцедержателя.
Машиностроение, снабженное мощной энергетической базой и
оснащенное рабочими машинами, позволило наладить бесперебойный массовый
выпуск самых разнообразных машин и снабдить ими все отрасли
производства. Только тогда, когда машины стали производиться машинами,
крупная промышленность, по выражению К. Маркса, «создала адэкват-
ный ей технический базис и стала на свои собственные ноги»2.
Применение машин в производстве привело к возникновению большого
числа промышленных предприятий, образованию промышленных центров
и скоплению в них населения. Эпоха промышленного переворота является,
таким образом, временем возникновения и развития фабричного
производства, хотя на первых фабриках система машин выступает еще в своей
самой примитивной форме.
Велики были и общественные сдвиги во время промышленного
переворота. Это был не только переход от ручного производства к машинному,
это был вместе с тем период окончательного раскола общества на два
основных класса — на буржуазию и пролетариат.
«Переход от мануфактуры к фабрике знаменует полный технический
переворот, ниспровергающий веками нажитое ручное искусство мастера,
а за этим техническим переворотом неизбежно идет самая крутая ломка
общественных отношений производства, окончательный раскол между
различными группами участвующих в производстве лиц, полный разрыв
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 379.
2 Там же, стр. 390.
116
с традицией, обострение и расширение всех мрачных сторон капитализма,
а вместе с тем и массовое обобществление труда капитализмом»1.
Трудно переоценить значение технического переворота в английской
промышленности для промышленного развития всего капиталистического
мира. Каждая страна по мере своего продвижения по пути капитализма
переживала период промышленной революции. В каждой стране
промышленный переворот имел свои особые, специфические черты, но техника,
созданная в Англии в эпоху промышленного переворота, являлась
новаторской, ведущей и оказывала влияние на техническое развитие
других стран.
Промышленный переворот в Англии был в основном завершен в первой
четверти XIX в. К этому времени было ликвидировано противоречие
между прогрессивной формой разделения труда в мануфактуре и ее узким
техническим базисом. В результате произошла замена ручного труда
машинным трудом. Фабричная система, возникшая, развившаяся и
укрепившаяся в Англии во время промышленного переворота, превратила ее
к 40-м годам XIX в. в передовую промышленную державу. В результате
промышленного переворота Англия стала промышленной мастерской мира.
Вслед за Англией на капиталистический путь развития вступила
и Франция. Революционная гроза здесь разразилась в 1789 г. Сражение
с феодализмом во Франции было ожесточеннее и упорнее, чем в Англии,
ибо тормозящее влияние феодальных отношений на развитие
зарождающегося капиталистического производства и техники здесь сказывалось
особенно остро. «Материальное, производственное, обновление
Франции, в конце XVIII века, было связано с политическим и духовным,
с диктатурой революционной демократии и революционного
пролетариата (от которого демократия не обособлялась и который был еще
почти слит с нею),— с беспощадной войной, объявленной всему
реакционному»2,— писал В. И. Ленин.
Начало промышленного переворота во Франции совпало с периодом
наполеоновской империи (1805—1814 гг.). Во французской текстильной
промышленности значительное распространение получили рабочие
машины «дженни» и мюль-машины. На отдельных предприятиях
насчитывались сотни мюль-машин с десятками тысяч веретен. В этот период
появляются и чисто французские изобретения — станок Жаккара для
производства шелковых узорчатых тканей (1805) и льнопрядильная
машина Жирара (1810).
Полного развития промышленный переворот во Франции достиг
в период реставрации Бурбонов (1815—1830 гг.). В это время наметились
огромные технические сдвиги в промышленности, выражавшиеся в
широком внедрении машин во все области производства. Фабричная индустрия,
основанная на машинной технике, пришла на смену предприятиям
мануфактурного типа. Завершение промышленного переворота произошло
во Франции после революции 1848 г., уже в середине XIX в. В это время
Франция по размеру выпускаемой продукции занимала второе (после
Англии) место в мире и первое в Европе. «Французская промышленность,—
писал Маркс об этом времени,— самая развитая... на всем континенте».
Развитие капитализма в Северной Америке привело к национально-
освободительной войне Северо-Американских Соединенных Штатов против
английского колониального господства (1775—1783).
В середине XVIII в. Америка являлась колонией Англии.
Колониальные порядки в Северной Америке мешали процессу формирования местной
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 455.
2 В. И. Ленин, Соч., т. 25, стр. 336.
117
буржуазии, развитию производства и техники. Война за независимость,
начавшаяся в Северной Америке во второй половине XVIII в.,
закончилась уничтожением колониального господства Англии и образованием
Соединенных Штатов Америки. Война за независимость была по своей
сути буржуазной революцией, свергшей власть земельной английской
аристократии и приведшей к власти американскую буржуазию в союзе с
рабовладельцами.
Начало промышленного переворота в США относится к концу XVIII в.
Как и в Англии, он начался с введения рабочих машин в текстильное
производство. Здесь уже в 80-х годах XVIII в. в широких масштабах стали
применяться английские «дженни», «мюль» и ватермашины.
В этот период появляется целый ряд американских рабочих машин,
а также усовершенствованных машин английских конструкций. Наиболее
ценным изобретением в США было изобретение хлопкоочистительной
машины, повысившей производительность труда в 150 раз.
Однако, несмотря на раннее вступление на путь промышленного
переворота, машинная техника в промышленном производстве США стала
доминировать лишь после окончания гражданской войны (1861—1865).
Медленное внедрение новой техники в производство объяснялось целым
рядом специфических особенностей развития капитализма в США (рабский,
а следовательно, чрезвычайно дешевый труд негров в Южных Штатах,
нехватка рабочих рук, как и населения вообще, медленное создание
внутреннего рынка и т. д. и т. п.). И только в 60-х годах XIX в.
промышленный переворот в США был завершен.
В Германии вследствие ее феодальной раздробленности и длительного
сохранения крепостнических отношений промышленный переворот
совершился позже, чем в Англии и Франции.
В первой половине XIX в. Германия продолжала оставаться
аграрной страной с мелким промышленным производством. Капиталистическое
развитие Германии начинается лишь после знаменитого 1848 г., когда
вся Центральная Европа, в том числе и Германия, были до
основания потрясены буржуазными революциями. С конца 40-х годов
промышленная революция в Германии начинает быстро захватывать одну
отрасль производства за другой и к концу 60-х годов XIX века
завершается.
К началу 70-х годов Германия настолько оснастила свое хозяйство
первоклассной машинной техникой, что вышла на первое место в Европе
по многим видам промышленной продукции.
Позже всех европейских стран на путь капиталистического развития
вступила Россия. Феодально-крепостнические отношения в России
мешали развитию производства и техники.
Начало промышленного переворота в России относится к 30-м годам
XIX в. Однако его развитие шло чрезвычайно медленно, по темпам далеко
отставая от передовых стран Европы. Решающую роль в становлении
капитализма в России сыграла отмена крепостного права. Царское
правительство, ослабленное поражением в Крымской войне, напуганное
крестьянскими выступлениями против помещиков, оказадось вынужденным в 1861 г.
отменить крепостное право.
После отмены крепостного права промышленный переворот в России
пошел чрезвычайно быстро. Ленин писал: «...После 61-го года развитие
капитализма в России пошло с такой быстротой, что в несколько
десятилетий совершались превращения, занявшие в некоторых старых странах
Европы целые века»1.
1 В, И. Ленин, Соч., т. 17, стр. 95—96.
118
Особенно бурно в пореформенный период развивалась
горнозаводская промышленность на Юге России, которая по темпам своего роста
оставила позади как Западную Европу, так и Соединенные Штаты
Америки. За десять лет (1886—1896) выплавка чугуна в России, главным
образом за счет продукции южных металлургических заводов, утроилась.
Франция сделала подобный шаг за 28 лет, Соединенные штаты—за 23
года, Англия—за 22 года, Германия—за 12 лет.
Быстрыми темпами шло техническое оснащение промышленности,
резко увеличилось число рабочих. В. И. Ленин, анализируя статистику
развития горнозаводской промышленности на Юге России в конце XIX в.,
писал: «Из этих цифр ясно видно, какая техническая революция
происходит в настоящее время в России и какой громадной способностью
развития производительных сил обладает крупная капиталистическая
индустрия»1. Однако и после падения крепостного права многочисленные
остатки феодально-крепостнических отношений в стране тормозили переход
промышленности от ручного производства к машинному. Особенно сильно это
сказалось в горной промышленности Урала. Здесь остатки крепостных
отношений—сильное развитие отработков, прикрепление рабочих к
заводам, низкая производительность труда, низкая заработная плата,
примитивная, хищническая эксплуатация природных богатств, замкнутость и
оторванность от других районов страны и т. п.—надолго замедлили
темпы внедрения машинной техники в промышленное производство.
В первой половине XIX в. машинное производство распространяется
в Европе и Северной Америке, достигая кульминационного пункта
развития к началу 70-х годов прошлого столетия.
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 489—490.
ГЛАВА VI
ПЕРВЫЕ РАБОЧИЕ МАШИНЫ В ТЕКСТИЛЬНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ
М Экономические предпосылки изобретения
первых рабочих машин в английской
текстильной промышленности
ашины нового типа — рабочие машины стали внедряться
прежде всего в текстильном производстве Англии.
Текстильная промышленность была ведущей отраслью этой эпохи.
Капиталистическая индустриализация начинается обычно с развития
легкой промышленности. В легкой промышленности требуется меньше
капитала, капитал оборачивается быстрее, чем в тяжелой, и,
следовательно, скорее приносит прибыль. Только после накопления прибыли
в легкой промышленности и сосредоточения ее в банках капиталисты
начинают вкладывать капиталы в тяжелую промышленность.
В конце XVII и начале XVIII в. в Англии наряду со старой шерстяной
промышленностью начинает интенсивно расти сравнительно новая отрасль
текстильного производства — хлопчатобумажная. До XVIII в.
хлопчатобумажные ткани поступали в Англию из Индии, откуда они широко
вывозились на кораблях Ост-Индской компании. Однако быстрый рост
внутреннего рынка Англии чрезвычайно повысил спрос на дешевые
хлопчатобумажные ткани, который уже не мог быть удовлетворен
только за счет импорта. Это стимулировало обработку хлопка в самой-
Англии.
Быстрое развитие хлопчатобумажной промышленности объясняется
тем, что она развивалась на вполне капиталистических началах. Здесь
не было тех исторически сложившихся цеховых традиций и
правительственных регламентации, которыми, как паутиной, было опутано старое
английское сукноделие. В хлопчатобумажной промышленности Англии
в середине XVIII в. в полной мере господствовала свободная
конкуренция. Английская промышленная буржуазия в 1719 г. провела через
парламент специальный закон, запрещающий ввоз индийских
хлопчатобумажных тканей, что крайне благотворно отразилось на развитии
производства этих тканей в самой Англии.
Однако техника текстильного производства в первой трети XVIII в.
все еще оставалась на уровне мануфактурного периода. В прядении
господствовала самопрялка конца XVII в., в ткачестве — еще более
древний ручной ткацкий станок. Развивающаяся текстильная
промышленность постоянно испытывала острую необходимость в технических
усовершенствованиях, которые помогли бы увеличить выпуск дешевых
тканей, а также удешевили бы сам процесс их изготовления.
И в ответ на эту экономическую необходимость с начала 30-х годов
XVIII в. начинают появляться первые значительные, хотя практически
120
еще не совсем удобные для эксплуатации, изобретения в области
прядения и ткачества.
В 1733 г. английский рабочий-суконщик Джон Кей (1704—1774)
изобрел механический (самолетный) челнок (рис. 48), применение которого
намного подвинуло вперед технику ручного ткачества.
Кей предложил челнок-самолет для выработки широких тканей на
ткацком станке, обслуживавшемся одним человеком. В патенте, выданном
Кею, указывалось, что челнок был изобретен «для лучшего и более акку-
Рис. 47. Ручной ткацкий станок.
ратного тканья широкого сукна, саржи, парусного полотна и вообще
широких материй». Предложение Кея дало возможность
усовершенствовать очень трудоемкую операцию при ткачестве — ручную прокидку
челнока. Эта операция требовала много времени и быстро утомляла руки
ткача, замедляя при этом процесс ткачества.
Однако, несмотря на целый ряд преимуществ, челнок-самолет
внедрялся в производство очень медленно. Его применение встречало сильное
сопротивление ткачей, так как новый аппарат грозил резко сократить число
рабочих этой профессии. Челнок-самолет применялся до 60-х годов XVIII в.
почти исключительно в шерстяной (сукноделательной) промышленности.
В хлопчатобумажной промышленности челнок Кея стал вводиться лишь
к концу 60-х годов XVIII в.
Весьма типична для тех времен и судьба самого изобретателя. Джон
Кей ничего не получил от своего изобретения, кроме невзгод.
Предприниматели охотно воспользовались выгодным техническим
усовершенствованием; однако они абсолютно не считались с правами безвестного
изобретателя-рабочего. В 1747 г. во время бунта ткачей против машин в г. Бэри
его дом и мастерская, где он конструировал машины, были разгромлены.
Сам изобретатель едва успел бежать. В конце концов совершенно
разоренный и надломленный Джон Кей навсегда покинул Англию. Умер Кей
бедняком, в полной безвестности.
121
Первые рабочие машины
Процесс прядения, так же как и ткачество, насчитывает несколько
крупных технических усовершенствований. Важнейшим из них было
изобретение первой рабочей машины. Честь ее изобретения принадлежит
английскому плотнику и механику-самоучке Джону Уайатту (иногда
Уайет) (1700 — год смерти неизвестен).
»^*\»
jy^VW
Рис. 48. Схема устройства челнока-самолета Кея
(по патенту 1733 г.).
J — направляющие, 2 — блоки, 3 — пружина, 4 — рукоятка, 5 — челнок.
В 1733 г. Уайатт построил модель прядильной машины, на которой
«была выпрядена первая «хлопчатобумажная нить без помощи человеческих
пальцев».
У Уайатта не было денежных средств для постройки настоящей
машины. Поэтому он заключил соглашение с мелким предпринимателем Люисом
Паулем на эксплуатацию своего изобретения. В 1738 г. Паулем был взят
патент на первую прядильную рабочую машину.
Сущность нового изобретения в тексте патента была изложена
следующим образом: конец расчесанной ленты хлопка помещают «между двумя
валиками, или цилиндрами, которые вследствие своего вращательного
движения и пропорциональной скорости этого движения увлекают
подвергаемый прядению хлопок или шерсть. В то время как этот хлопок или
шерсть правильно проходят между обоими цилиндрами,
последовательный ряд других цилиндров, вращающихся со все большей скоростью,
вытягивает их в нить какой угодно тонины».
О первоначальной конструкции машины сохранилось очень мало
сведений, так как в патенте 1738 г. чертежи отсутствовали. Модель машины
также не сохранилась. Однако ясно, что машина Уайатта состояла уже,
как и всякая современная прядильная машина, из трех основных
частей: вытяжного, крутильного и наматывающего механизмов. Принции
вытягивания волокна цилиндрами, а не пальцами прядильщика,
предложенный Уайаттом, является тем качественно новым изобретением, которое
и совершило революцию в текстильной технике.
Вытяжной аппарат Уайатта состоял из нескольких пар валиков,
вращавшихся с различными скоростями и служивших для вытягивания
и утончения поступающего в механизм волокна, обеспечивая одновременно
выделку нескольких нитей на станке.
Изобретение вытяжного аппарата имело решающее значение при
переходе от ручной техники прядения к машинной. Вытяжной аппарат
заменил руку рабочего там, где она раньше непосредственно соприкасалась
«с предметом труда. Функцию руки человека стали исполнять механически
122
Однако,
действующие органы самой машины. Уайатт называл свое изобретение
машиной для того, «чтобы прясть без помощи пальцев».
Таким образом, он создал рабочую машину. В качестве
двигательной силы для своей машины Уайатт применил силу животного.
В последующие годы Уайатт и Пауль вместе работали над
улучшением своей прядильной машины. В 1758 г. они взяли новый патент на
усовершенствованную рабочую прядильную машину (рис. 49).
несмотря на огромные преимущества
прядильной машины Уайатта, в 30—40-х
годах XVIII в. она почти не оказала
влияния на технику текстильного производства.
В 1740 г. Пауль и Уайатт
организовали небольшую прядильню в Бирмингеме,
которая имела одну прядильную машину,
но вскоре принуждены были ее закрыть
из-за нехватки денежных средств. Затем
в 50-х годах в Нортгемптоне появилось
довольно обширное предприятие с пятью
рабочими прядильными машинами по 80
веретен каждая. Оно было организовано
родственником Пауля, которому он
продал право на эксплуатацию изобретения
Уайатта. Однако и эта прядильня также
довольно скоро закрылась.
Первая рабочая машина медленно
внедрялась в производство. Это происходило
главным образом потому, что она
требовала уже механического двигателя, тогда
•как мелкие мануфактурные и кустарные
мастерские, занимавшиеся прядением, не были приспособлены для
громоздкой двигательной установки.
Однако неудача, постигшая первые опыты применения изобретения
Уайатта, отнюдь не умаляет заслуг ее талантливого изобретателя.
К. Маркс считал, что, когда Уайатт возвестил о своей прядильной
машине, он вместе с тем возвестил и о промышленной революции XVIII в.
В 60-х годах XVIII в. в прядильном деле осуществляется целый ряд
новых блестящих технических изобретений.
Толчком к этим изобретениям послужил так называемый
«прядильный голод», который был вызван усовершенствованием ручного
ткацкого станка. С начала 60-х годов в хлопчатобумажной промышленности
стал применяться челнок-самолет Кея. Производительность ручного
станка, снабженного челноком-самолетом, увеличилась в два раза. Широкое
внедрение его в производство создало огромную диспропорцию между
ткачеством и прядением, где всецело господствовала старинная само-
арялка. Прядильщики не успевали обслуживать ткачей. Выпуск
хлопчатобумажных тканей замедлился.
«Прядильный голод» побудил капиталистов спешно искать технические
усовершенствования в прядильном деле. В 1761 г. «Общество поощрения
ремесел и мануфактур» объявило о назначении двух премий лицам, которые
сумеют усовершенствовать конструкции самопрялок таким образом, чтобы
новые машины ликвидировали острый недостаток пряжи и
происходящий отсюда «великий ущерб торговцу, фабриканту и нации вообще».
Одним из первых задачу машинного прядения в 60-х годах XVIII в.
решил ткач Джемс Харгривс (1720—1778). Он принадлежал к тем
одаренным людям, которых народ называет «мастерами на все руки». Кроме своей
Рис. 49. Прядильная машина
Пауля (по патенту 1785 г.).
123
основной профессии ткача он занимался еще плотничьим, кузнечным,
инструментальным делом, хорошо был знаком с механикой. В начале
60-х годов Харгривс работал на одной из крупных по тем временам
хлопчатобумажных мануфактур. Здесь, вероятно, ему и пришла мысль заняться
усовершенствованием самопрялки, так как в качестве ткача он, конечног
сталкивался непосредственно с затруднениями, которые возникали на
Рис. 50. Машина Харгривса «дженни».
производстве из-за нехватки пряжи. Харгривс создал в 1764 г. вторую
рабочую прядильную машину, назвав ее в честь дочери «дженни». Патент на
нее он получил в 1770 г. (рис. 50, 51).
Харгривс, так же как и Уайатт, разрешил задачу прядения на
нескольких веретенах без помощи человеческих пальцев. Однако по
технологическому процессу прядения машина Харгривса принципиально
отличалась от машины Уайатта и Пауля. Машина Харгривса была
ручной самопрялкой, но она имела рабочую часть — вытяжной аппарат.
На своем станке Харгривс расположил ряд катушек с намотанными
на них расчесанными лентами хлопка и соединил их с рядом веретен,
приводимых в действие от общего ручного привода. Между катушками с
волокнами (ровницами) и веретенами он поместил зажим. При помощи зажима
вытягивалась ровница. Затем она скручивалась вращающимися
веретенами. Число оборотов веретен было меньше, чем число оборотов катушек.
В результате нить не только скручивалась, но и наматывалась на катушки.
Руку прядильщика Харгривс в своей машине заменил зажимом, или
прессом, в котором одновременно можно было зажать не одну, а несколько
ровничных нитей. Сначала «дженни» имела 8 веретен, но вскоре их было
уже 18 .
Прядильная машина Харгривса благодаря простоте своей
конструкции, дешевизне изготовления и отсутствию механического двигателя
получила широкое распространение в мелкой промышленности того времени.
В 1788 г. в Англии уже насчитывалось 20 тыс. машин Харгривса,
рассеянных по мелким прядильным мастерским и домам деревенских
прядильщиков.
124
Вначале первые машины изготовлял на продажу сам изобретатель.
Однако в 1767 г. прядильщики, которым введение машин грозило потерей
заработка, ворвались в его дом и уничтожили все станки. Харгривс
переехал в другой город, где снова занялся производством и продажей
своих машин. Действительно, машины бойко распродавались по
предприятиям, но владельцы их вовсе не думали отчислять процент
со своих барышей в пользу
изобретателя «дженни». Судебный процесс,
который вел Харгривс против
хищнической эксплуатации его изобретения, не
привел ни к чему. В конце концов
изобретатель «дженни» совершенно
разорился, впал в нищету и умер в
работном доме в Ноттингеме.
Машина Харгривса имела
колоссальное значение для развития
техники капиталистического производства.
К. Маркс в «Капитале»
рассматривает прядильные машины, и в первую
очередь «дженни» Харгривса, как
классический тип рабочей машины. На
примере «дженни» он доказал, что
применение рабочих машин освободило
производственный процесс от узких
рамок, обусловленных ограниченностью
органов человека.
Однако машина «дженни» не могла
полностью удовлетворить всем
требованиям, предъявлявшимся технике
прядения. «Дженни» имела существенные
недостатки, причем главный из них
заключался в том, что на машине
Харгривса можно было производить
только тонкое прядение, т. е.
вырабатываемая на «дженни» пряжа не
обладала большой крепостью.
Механик Вуд, стремясь устранить
эти недостатки, внес некоторые
видоизменения в машину Харгривса. Он
перенес зажимный пресс с каретки на
неподвижную раму и установил
веретена на двигающуюся каретку. Таким
образом, лента (предмет труда) заняла
пассивное положение, а роль веретена
(рабочего инструмента) в машине была
активизирована. Вуд назвал свою
машину «билли». Она имела уже от 80 до
120 веретен (рис. 52).
В 1769 г. на прядильную машину особой конструкции взял свой
первый патент Ричард Аркрайт (1732—1792), вошедший в официальную
историю Англии как основатель хлопчатобумажной фабричной
промышленности. Он является одним из первых создателей
капиталистической фабричной системы.
Аркрайт создал новый тип прядильной машины, однако он не был ее
изобретателем. Это обстоятельство еще при жизни Аркрайта установило
Рис. 51. Схема действия машины
«дженни».
1—катушка, 2—зажим, з —
вертикальное веретено, 4 —шкив (а—д —
различные положения веретена).
125
даже буржуазное правосудие. Аркрайт занялся усовершенствованием?
прядильной машины лишь потому, что это в те времена сулило весьма
быстрый способ обогащения. Говоря об Аркрайте, К. Маркс писал: «Из всех
великих изобретателей XVIII века это был бесспорно величайший вор
чужих изобретений и самый низкий субъект»1.
Истинным творцом машины был механик Томас Хайс. Аркрайт,
случайно узнав принцип изобретенного Хайсом механизма, построил с
помощью наемных лиц машину и весьма успешно занялся ее практической/
Рис. 52. Машина Вуда «билли».
эксплуатацией. Получив патент, Аркрайт сумел добиться от правительства*
и некоторых богатых лиц материальной помощи для развития своего
дела. Он не только не потерпел краха в своих начинаниях, но повел дело
так, что оставил после себя наследство в 500 тыс. фунтов стерлингов.
Собственно говоря, ничего принципиально нового в конструкции
машины Хайса—Аркрайта не было. Это изобретение явилось лишь
удачным сочетанием вытяжного механизма машины Пауля—Уайатта с крутиль-
но-наматывающим аппаратом обыкновенной самопрялки. Однако именно
возрождение забытого метода вытяжки пряжи при помощи вращающихся
цилиндров, приводимых в движение механической силой, обеспечило
мажиые в 60-х годах XVIII в. ведущую роль в хлопчатобумажном
производстве.
С самого начала машина Аркрайта (так же как и машины Пауля
и Уайатта) была рассчитана на механическую движущую силу. Такой
механической силой явилось в данном случае водяное колесо, поэтому
машина получила название водяной машины, или ватермашины.
Применявшиеся с успехом в промышленности ватермашина Аркрайта
и «дженни» Харгривса нуждались в усовершенствованиях. Ватерная
машина давала пряжу, пригодную лишь для изготовления грубых
хлопчатобумажных материй, а «дженни» — весьма тонкую, но очень
непрочную пряжу.
Дальнейшее очень значительное усовершенствование прядильной
машины связано с именем ткача Самуэля Кромптона (1753—1827). В период
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 429 (примечание).
126
с 1774 по 1779 г. Кромптон сконструировал станок, в котором соединил
вытягивающие валики машины Аркрайта и веретенную каретку машины
«билли». В станке было вначале 400, а впоследствии 900 веретен. Свою
машину Кромптон назвал «мюль-машиной» (рис. 53). Усовершенствование
Кромптона дало возможность вырабатывать чрезвычайно тонкую и
арочную пряжу.
В России в 60-х годах XVIII в. также наблюдался прогресс в области
техники прядения. В 1760 г. русский механик Родион Глинков построил
Рис. 53. Схема устройства прядильной машины
Кромптона.
1 — ведущий шкив, 2, 3 — ведомые шкивы, 4 — каретка,
о — система канатов и блоков, 6 — барабан, 7 — веретена^
8 — валик, 9 — рычаг, ю — катушки, и — нить.
30-веретенную машину для прядения льна, приводимую в действие
водяным колесом (рис. 54). Несмотря на то что машина Глинков а не
была рабочей машиной, т. е. в ней не было механизма, способного заменить
руку прядильщика, все же она имела ряд весьма ценных технических
усовершенствований. Например, Глинков механизировал мотальный
аппарат, благодаря которому осуществлялся принцип непрерывной перемотки,
отсутствовавший даже в машине Харгривса.
Производительность прядильной машины Глинкова в 5 раз превышала
производительность самопрялок, применявшихся тогда в России. Однако
изобретения Глинкова не нашли себе применения в России XVIII в. В
условиях царской России, при господстве крепостнических отношений, очень
часто даже важные изобретения не играли никакой роли в развитии
техники.
Значение работ Родиона Глинкова, создавшего машину для прядения
п чесания льна, станет ясным, если вспомнить, что механизация льнопряде-
127
ния в то время сильно отставала от механизации прядения хлопка
в силу специфических особенностей льняного волокна. Важность
изобретения способов прядения льна подчеркнута французским правительством,
которое в 1810 г. назначило большую премию за изобретение машины
для механического прядения льна. В Европе такая машина была
создана французом Жираром лишь в 1811—1818 гг.
Завершающим моментом развития рабочих прядильных машин в
эпоху промышленного переворота является изобретение английским механи-
Ы Ш бй -Щ Ы Ш
Рис. 54. Машина Р. Глиякова.
Чертеж из привилегии)
ком Ричардом Робертсом в 1825—1830 гг. так называемого сельфактора,
пли автоматической мюль-машины.
Машина Кромптона требовала значительного искусства рабочего-
прядильщика, так как регулировка скорости вращения веретена при
намотке пряжи производилась в ней вручную. Роберте снабдил машину
Кромптона самодействующим прибором-квадрантом, который
автоматически регулировал скорость вращения веретеца при намотке спряденной
нити. Таким образом, сельфактор, т. е. автоматически действующая
рабочая машина, заменил труд высококвалифицированных прядильщиков.
В течение 30-х годов XIX в. сельфактор Робертса был
усовершенствован. Особенно существенные изменения в автоматическую прядильную
машину внес Джемс Смит (1834 г.). В машине Смита все операции, за
исключением некоторых второстепенных, производились совершенно
автоматически. Основные технологические принципы этой машины использовались
вплоть до начала XX в.
Вместе с механизацией основных процессов в прядильном деле шла
механизация и подготовительных процессов. В 1775 г. Аркрайт получил
патент на приспособления, при помощи которых механизировались почти
все подготовительные процессы прядения хлопка. Главнейшими из них
были кардочесальная машина, питающий прибор для подвода материала
к рабочим органам машины, съемный гребень, а также воронка для снятия
прочесанной ватки хлопка. Проблема очистки хлопка-сырца от семян была
разрешена американцем ЭлиУитни (1765—1825), который изобрел в 1793 г.
специальную хлопкоочистительную машину, названную «хлопковым
джином». Эта машина быстро получила большое распространение как
в Америке, так и в Европе, почти совершенно вытеснив в начале XIX в.
ручной труд при очистке хлопка.
128
Шй Ножная прялка
ст~оо 1
Машина Билли -Вуда
Ч^8-8-$
1773г.
|3f Ватерная машина
<ш Дрираита
Мнльмашин а Крамптона
Иолъцедой Ватер
Дженкса
Сельфактор РоВертса
Рис, 55, Схема развития прядильной машины.
Переход к механическому ткачеству как результат
революционизирующего влияния рабочих прядильных машин
В результате широкого применения прядильных машин
«прядильный голод» был ликвидирован. Однако теперь в текстильной
промышленности возникло несоответствие между механическим прядением
и примитивными средствами ручного
ткачества. Ткачи не успевали
перерабатывать пряжу, которая готовилась на
прядильных машинах. По выражению
Маркса, «...машинное прядение
выдвинуло необходимость машинного
ткачества...»1
Еще в период мануфактуры
француз де-Женн в 1678 г. изобрел первый
механический ткацкий станок,
приводившийся в действие гидравлическим
двигателем. В 1745 г. французский
механик Вокансон сконструировал один
из первых механических ткацких
станков, также приводившийся в движение
гидравлическим двигателем. Однако эти
механические ткацкие станки были еще
Рис. 56. Первый механический очень несовершенны, а двигательная
ткацкий станок Картрайта. сила их была слишком неудобна для
(Чертеж из патента 1785 г.) ПрИМИТИВНОЙ ТвХНИКИ ТвКСТИЛЬНОЙ Про-
мышленности XVIII в. Поэтому к
моменту промышленной революции в Англии был широко распространен
только ручной ткацкий станок, который после внедрения прядильных
рабочих машин уже не удовлетворял нужды развивающейся текстильной
промышленности.
В 1785 г. англичанин Эдмунд Картрайт (1743—1823) изобрел
механический ткацкий станок. Вначале его конструкция была весьма
примитивна, поэтому над усовершенствованием своего станка Картрайт работал до
конца XVIII в. Только в 1792 г. был создан легко управляемый
механический ткацкий станок, удовлетворяюший требованиям, предъявлявшимся
в то время к ткачеству (рис. 56—57). Картрайт в своем станке достиг
полной механизации всех основных операций ручного ткачества: прокидкй
челнока, подъема ремизного аппарата, пробоя бердом уточной нити,
сматывания запасных нитей основы, удаления готовой ткани и шлихтования
основы.
В первой четверти XIX в. над усовершенствованием ткацкого станка
работали и многие другие изобретатели. Во Франции в 1804 г. Жаккар
(1752—-1834) изобрел ткацкую машину для узорчатого тканья. Станок
Жаккара давал ткань с разнообразными красочными узорами; станок имел
набор ниток различных цветов.
В начале XIX в. в связи с усложнявшейся конструкцией ткацких
станков некоторые их части начали делать из металла. С 1803 по 1813 г.
англичанин Хоррокс получает ряд патентов на ткацкие станки с железной
станиной. Эти станки имели преимущества по сравнению с деревянными:
меньше изнашивались при работе и занимали немного места. В начале
XIX в. были механизированы и некоторые вспомогательные операции
ткачества, появились шлихтовальные и другие машины.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 389.
130
С конца 80-х годов XVIII в. распространение ткацких машин идет
быстрыми темпами. В 1787 г. Картрайт основал первую механическую
ткацкую фабрику с двадцатью станками. К 20-м годам XIX в. в Англии
и Шотландии уже насчитывалось 14 150 паровых ткацких станков.
К 1829 г. число их дошло до 55 500, а в 1834 г. в Англии и Шотландии
было уже около 100 000 ткацких станков.
Рис. 57. Второй механический ткацкий станок Картрайта.
(Чертеж из патента 1786 г.)
С внедрением ткацких машин в производство ткацкие фабрики стали
успешно справляться с переработкой пряжи, которую поставляли им
машинизированные прядильни. Отставание ткачества от прядения, таким
образом, в начале XIX в. было полностью преодолено. Переворот в способе
изготовления тканей сделал необходимым развитие таких смежных с
текстильной промышленностью отраслей, как белильное, ситцепечатное и
красильное производство. Прежде всего изменилась техника отбелки и
крашения. Здесь стали применяться искусственные красители, бьыш открыты
новые вещества для отбелки тканей. В конце XVIII в. химия дала ряд
рецептов красителей для тканей с использованием преимущественно еще
естественных красителей.
В 1785 г. известный французский химик Бертолле (1748—1822)
предложил способ беления тканей незадолго перед тем открытым веществом —
хлором. В 1798 г. английский химик С. Теннант (1761—1815) открыл новый
способ приготовления белильной извести, который в начале XIX в. стал
господствующим в практике обработки тканей.
Под непосредственным влиянием развития технологии обработки
тканей начали развиваться такие отрасли химической промышленности,
как производство соды, серной и соляной кислот.
Создание фабричной системы. Борьба рабочих
против машин
Приблизительно к 40-м годам XIX в. техническое перевооружение
текстильной промышленности в Англии было в основном завершено.
Прямым следствием промышленной революции явилось почти полное
131
вытесненде ручного труда машинным. На смену мануфактуре как
господствующей форме организации производства пришла фабрика. Дальнейшее
техническое развитие текстильной промышленности шло, с одной стороны,
по линии усовершенствования главных рабочих машин и вспомогательных
механизмов, с другой — по линии роста и усложнения всей совокупности
Рис. 58. Прядильный цех.
машин. Простая кооперация машин с половины XIX в. начинает
переходить в расчлененную систему машин.
Применение механической, а не мускульной двигательной силы при
работе на новых прядильных машинах стимулировало развитие фабричной
системы. В то время она уже существовала в эмбриональной форме —
сразу же после изобретения Харгривса «некоторые капиталисты стали
устанавливать дженни в больших зданиях и приводить их в движение силой
воды»1.
Первой английской фабрикой в собственном смысле слова была
прядильня, организованная Аркрайтом в 1771 г. в Кромфорде на берегу реки
Дервент. Прядильня превосходила своими размерами все предприятия
этого типа. В ней был установлен мощный двигатель — водяное колесо,
способное работать круглый год, так как река не замерзала. Кромфорд-
ская фабрика, таким образом, имела уже полную совокупность машин,
состоящую из машины-двигателя, передаточного механизма и орудий
машин. Затем Аркрайт начал организовывать предприятия типа Кромфорд-
ской фабрики по всему Ланкаширу. Фабричная система распространилась
по всей стране, переходя и в другие области производства. В 1788 г. в
Ланкашире насчитывалось свыше 40 прядилен с механическим оборудованием.
Фабрики обычно размещались у рек, водная энергия которых
использовалась в качестве дешевой двигательной силы, а также вблизи торговых
портов.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 247.
132
К концу 80-х годов XVIII в. хлопчатобумажное производство Англии
прочно вступило на путь машинной индустрии. Большинство фабрик
возникло в период 1775—1780 гг.
Изобретение первых рабочих машин и создание фабричной системы
вызвали резкое ухудшение положения трудящихся, и в первую очередь
английского рабочего класса. Машина в условиях капитализма
становится одним из средств эксплуатации и угнетения, усиливает
безработицу, сопровождающуюся резким снижением уровня жизни рабочего
класса.
Прялка «дженни», приводимая в движение одним рабочим,
производила примерно в 6 раз больше пряжи, чем обычная прялка, и,
следовательно, каждая новая «дженни» оставляла без работы 5 прядильщиков.
Ватер-машина, на которой работал только один человек, производила
еще больше, чем прялка «дженни». Поэтому она лишала заработка
еще большее число рабочих. Мюль-машина требовала еще меньше рабочих
сравнительно с количеством производимого продукта, и поэтому ее
введение намного уменьшало число занятых рабочих рук.
Введение паровых ткацких машин сопровождалось исчезновением
огромного слоя рабочих, работавших на ручных ткацких станках. Из
800 тыс. ткачей, работавших в Англии в начале XIX в. на ручных станках,
в 1834 г. оставалось лишь около 200 тыс. «Всемирная история,— говорил
К. Маркс,—не дает более ужасающего зрелища, чем медленная,
затянувшаяся на десятилетия и завершившаяся, наконец, в 1838 г. гибель
английских хлопчатобумажных ткачей. Многие из них умерли голодной
смертью, многие долго влачили существование со своими семьями на
21/2 п. в день»1.
Начало фабричного производства в Англии сопровождалось
массовыми движениями рабочих против машин. «Средство труда, выступив как
машина, тотчас же становится конкурентом самого рабочего»,—
указывает К. Маркс. Поэтому с введением машин рабочий начинает бороться
против самого средства труда, т. е. машин, этой материальной формы
существования капитала.
В 80-х годах XVIII в. и всю первую четверть XIX в. развернулось
массовое движение против машин — луддитское движение (его
организатором был рабочий Джон Лудд). Рабочие жгли и громили фабрики,
ломали и портили машины, избивали и убивали инженеров и
изобретателей, вводивших на предприятиях машинную технику. Сам Аркрайт
вынужден был неоднократно защищать от луддитов ту или иную свою
фабрику с оружием в руках. В конце концов капиталисты начали
безоговорочно применять проведенный через парламент еще в 1769 г. закон,
каравший смертной казнью всякое выступление против машин.
Движение против машин было выражением протеста еще незрелого рабочего
движения против пагубных последствий капиталистического применения
машинной техники. Рабочему классу понадобились известное время
и опыт для осознания того, что его угнетение и нищета происходят
не от самих машин, а от их капиталистического применения.
Однако машина в капиталистических условиях действует не только
как непреодолимый конкурент, постоянно готовый сделать наемного
рабочего «излишним». Капиталисты использовали машины и для прямого
наступления на рабочий класс. Машина становится самым мощным
орудием для подавления периодических возмущений рабочих, забастовок
и т. п., направленных против власти капитала. Значительное
количество изобретений было вызвано к жизни непосредственно интересами
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 436.
133
классовой борьбы капиталистов против рабочих, стремлением
капиталистов путем сокращения числа рабочих и применения менее
квалифицированной рабочей силы сломить сопротивление рабочих гнету
капитала. Так, например, автоматические прядильные машины
(сельфакторы) стали внедряться в результате борьбы предпринимателей с
прядильщиками, требовавшими улучшения условий труда. Изобретение
машин для многокрасочного печатания тканей было также связано с
наступлением капиталистов на рабочий класс. «Можно было бы
написать целую историю таких изобретений с 1830 г., которые были
вызваны к жизни исключительно как боевые средства капитала против
возмущений рабочих»,— отмечал К. Маркс1.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 441.
ГЛАВА VII
СОЗДАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО
ДВИГАТЕЛЯ
II Ш Технико-экономические предпосылки изобретения
Н^ универсального теплового двигателя
И Ш торой этап промышленной революции связан с изобретением
ШтЖ и широким применением универсального теплового двигателя —
паровой машины. К. Маркс писал, что «именно создание рабочих машин
сделало необходимой революцию в паровой машине»1.
Действительно, после того как инструмент перешел из рук рабочего
к машине, создалась возможность неограниченно увеличить количество
одновременно действующих механизмов. Увеличение же размеров рабочей
машины потребовало более мощного двигателя.
Еще в мануфактурный период мускульная сила человека была не
единственной, применявшейся в производстве. Наряду с ней
использовалась сила животных, а также сила ветра и воды. Однако все эти
виды энергии не могли удовлетворить фабричное производство.
Животные использовались лишь на некоторых работах. Ветер в качестве
двигательной силы был неудобен из-за непостоянства и
невозможности строгого контроля за ним. Наиболее широко в фабричном
производстве использовалась сила воды, имевшая также ряд
существенных недостатков. Источники водной энергии не всегда были
расположены в нужных местах, они зависели от времени года, погоды и других
условий.
На первых хлопчатобумажных фабриках применялся гидравлический
двигатель. Машины прядильни Аркрайта с самого начала приводились
в движение водой. Но скоро стало ясно, что гидравлический двигатель,
несмотря на все попытки его усовершенствовать, оказался непригодным
для фабричной промышленности.
Между тем с конца 60-х годов XVIII в. зарождающаяся фабричная
система настоятельно требовала создания совершенно нового по своему
типу мощного двигателя, универсального по техническому применению
и находящегося всецело под контролем человека. Такой двигатель должен
был освободить промышленность от обязательной привязанности к
природным источникам энергии, т. е. дать возможность концентрировать
производство в любом месте.
Двигателем, удовлетворяющим всем этим условиям, и явилась
паровая машина двойного действия, изобретение и распространение
которой составило основное содержание второго этапа промышленной
революции.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 381.
135
Пароатмосферные машины как последняя ступень перехода
к универсальному тепловому двигателю
Способность пара производить механическую работу давно была
известна человеку. Начиная с глубокой древности появляется целый ряд
механизмов, основанных на использовании силы пара. Известно, что еще
Герон Александрийский применил пар для движения аппарата специальной
Рис. 69. Схема пароатмо- Рис. 60. Схема парового
сферяой машины Папеяа. насоса Сэвери.
конструкции. Леонардо да Винчи оставил описание паровой машины,
которая, по его словам, была изобретена Архимедом.
Атмосферное давление как источник двигательной силы обращало на
себя внимание многих ученых и изобретателей, особенно после опытов
немецкого физика Отто фон Герике с так называемыми «магдебургскими
полушариями», из которых был выкачан воздух (1650 г.).
Большое значение имело творчество французского физика Дени
Папена (1647—1714 или 1712), изобретателя парового котла и
предохранительного клапана1. Он первым в 1690 г. правильно описал пароатмосфер-
ный цикл, в котором использовалось атмосферное давление (рис. 59).
Сущность нароатмосферного цикла заключалась в следующем. В цилиндр
(1) наливалась вода, до уровня которой опускался поршень (4). Подогревая
воду, получали пар, поднимавший поршень до верхнего положения. Затем
упоркой (3) заклинивался шток (2); огонь убирался и цилиндр поливался
водой. В результате создавались конденсация пара и безвоздушное
пространство. Когда убиралась упорка, то поршень под давлением
атмосферы опускался, что и позволяло поднимать груз на определенную
высоту.
Впервые практически решил эту проблему англичанин Т. Сэвери
(1650—1715), создав машину, предназначенную для откачки воды из шахт.
Паровой насос «Друг рудокопов» (рис. 60) — так называлась машина
Д. Папен работал главным образом в Англии.
136
Сэвери (патент на нее был получен изобретателем в 1698 г.) — состоял
из котла (2) и сосуда (1). Они соединялись между собой трубой (3),
имевшей кран (4). Пар, поступая из котла в сосуд, вытеснял оттуда
воздух через всасывающую трубу. Затем закрывался кран (4), а сосуд
обливался холодной водой из бачка, в результате чего пар
конденсировался. Под давлением атмосферы вода по всасывающей трубе поднималась
в сосуд (1). Открывая опять кран (4), подавали в сосуд пар, который
выталкивал воду по
нагнетающей трубе (5) на
поверхность. Затем все
операции повторяли вновь.
Новое в машине Сэвери
по сравнению с паровым
котлом Папена
заключалось в том, что у Сэвери
паровой котел был отделен
от рабочего пространства.
Но работа пара и его
конденсация по-преяшему
происходили в одном и том же
сосуде. Машина Сэвери
была крайне неэкономична,
ибо попеременное
нагревание и охлаждение одного
и того же сосуда требовали
большого количества
топлива. Она расходовала до
80 кг угля на 1 л. с. в час.
Эта машина
обладала рядом серьезных
недостатков. Глубина
всасывания в ней не превышала
10 м, т. е. высоты,
соответствующей
атмосферному давлению. Высота подачи воды в машине достигала 30 м, что
определялось давлением пара, которое по условиям прочности котла не
могло превышать 3 атмосфер. Для откачивания воды с большей глубины
нужно было ставить несколько машин одну над другой. Насос был
опасен в работе из-за частых взрывов.
Но машины Сэвери все же довольно широко применялись на
протяжении всего XVIII в. как в Англии, так и в других странах. В 1707 г. одна
из машин Сэвери была приобретена Петром I и установлена в Петербурге
в Летнем саду для приведения в действие фонтанов.
Дальнейший шаг вперед в деле совершенствования паровых машин
сделал английский кузнец Томас Ныокомен (1663—1729), который в 1711 г.
для привода шахтных насосов предложил использовать свою конструкцию
пароатмосферной машины.
Принцип работы машины Ньюкомена состоял в следующем (рис. 61).
Внутри цилиндра (2) двигался поршень (3), связанный с одним концом
балансира (8). Другой конец балансира был соединен со штангами
водоотливного насоса (И). Поступающий из котла (1) в цилиндр пар, для чего
открывали кран (4), поднимал поршень, который уравновешивался
собственным весом насосной штанги и добавочного груза (10). Затем для
конденсации пара в цилиндр из резервуара (5) через кран (6) впрыскивалась
холодная вода. Атмосферное давление обеспечивало движение поршня
Рис. 61. Схема пароатмосферной машины Ныокомеяа.
137
вниз и, соответственно, подъем насосных штанг (откачку воды).
Сконденсировавшийся пар вместе с охлаждающей его водой удалялись из цилиндра
по трубе (7). Излишний пар из котла выходил через
предохранительный клапан (9).
Мощность пароатмосферной машины Ньюкомена составляла 8 л. с.
Она обеспечивала подъем воды с глубины 80 м. Хотя в насосе Ньюкомена
котел был отделен от парового цилиндра, однако он нес все же
двойную функцию, т. е. рабочий цилиндр был в то же время и конденсатором.
Чередование охлаждения цилиндра холодной водой и нагревание его
горячим паром по-прежнему требовали огромного количества топлива. Машина
расходовала в час на 1 л. с. около 25 кг угля1.
Много важных усовершенствований в пароатмосферную машину
примерно в 1772 г. внес инженер Смитон. Не меняя основного принципа ее
действия, он рассчитал правильное соотношение между размерами частей
машины. Это способствовало лучшему изготовлению машины. Кроме того,
Смитон сделал более целесообразной конструкцию отдельных частей
машины.
Машины Ньюкомена получили в XVIII в. довольно широкое
распространение в Англии, Франции, Германии. Они работали главным образом
в горной промышленности; иногда применялись в качестве машин для
снабжения водой водопроводов больших городов. В 1722 г. шесть таких машин
были установлены на рудниках Банской Штявницы в Словакии. В 1728 г.
шведский механик М. Тривальд построил пароатмосферную машину
в Швеции. В 1750 г. машины Ньюкомена появились в Америке и были там
усов ершенств ов аны.
В России первая пароатмосферная машина Ньюкомена была
установлена в 1772 г. в Кронштадте для откачки воды из дока.
Несмотря на довольно широкое практическое применение, машина
Ньюкомена, как и вообще всякая пароатмосферная машина, не могла
удовлетворить потребность промышленности в мощном универсальном
двигателе. Она была громоздка, имела неравномерный ход, потребляла
слишком много топлива. О пароатмосферных машинах не без
основания говорили, что для их изготовления нужен железный рудник, а для
обслуживания — угольная копь. Поэтому они служили лишь
узкоспециальным целям (например, для подъема воды или соляного раствора)
и совершенно не годились для роли универсального двигателя машинной
индустрии.
Между тем к 60-м годам XVIII в. в интересах развития промышленного
производства отчетливо вырисовывалась потребность в более совершенном
двигателе.
Первый тепловой двигатель универсального
назначения И. И, Ползунова
Первый универсальный тепловой двигатель был изобретен в России
в 60-х годах XVIII в. выдающимся русским теплотехником Иваном
Ивановичем Ползу новым (1729—1766).
Ползунов был знаком с описанием машин Сэвери и Ньюкомена, а также
с работами М. В. Ломоносова по теплотехнике. В результате своих иссле-
1 Ныокомеи не смог получить на свое изобретение патента, так как ранее
выданный патент Сэвери был составлен таким образом, что закрепил за собой любые
возможности использования водяного пара. Поэтому Ныокомен и его помощник Д. Коули
вынуждены были войти в компанию с Сэвери.
138
дований И. И. Ползунов в 1763 г. разработал проект создания «огнедей-
ствующей машины для заводских нужд». Он предполагал построить
двухцилиндровую пароатмосферную машину (рис. 62). По проекту Ползунова
пар из котла (1) подавался в один, скажем, левый цилиндр (2), где
поднимал поршень (3) до крайнего верхнего положения. Затем из резервуара
в цилиндр впрыскивалась струя холодной воды (4), что приводило к
конденсации пара. В результате
давления атмосферы на поршень он
опускался, в то время как в правом
цилиндре в результате давления пара
поршень поднимался. Водо-парорас-
пределение в машине Ползунова
осуществлялось специальным
автоматическим устройством (5).
Непрерывное рабочее усилие от поршней
машины передавалось на шкив (6),
насаженный на вал, с которого
движение передавалось водо-парораспре-
делительному устройству,
питательному насосу, а также рабочему
валу, от которого приводились в
движение воздуходувные меха.
И. И. Ползунов уже в первом
проекте паровой машины (1763 г.)
четко сформулировал задачу
создания именно универсального
теплового двигателя. В своей докладной
записке об «огнедействующей
машине» от 26 апреля 1763 г. Ползунов,
по собственным его словам, хотел
«...сложением огненной машины во-
Рис 62. Схема теплового двигателя
И. И. Ползунова (по проекту 1763 г.).
дяное руководство пресечь и его, для
сих случаев, вовсе уничтожить, а вместо плотин за движимое основание
завода ее учредить так, чтобы она была в состоянии все наложенные
на себя тягости, каковы к раздуванию огня обычно к заводам бывают
потребны, носить и, по воле нашей, что будет потребно, исправлять».
И далее он писал: «Дабы сей славы (если силы допустят) Отечеству
достигнуть и чтоб то во всенародную пользу, по причине большого
познания о употреблении вещей, поныне не весьма знакомых (по примеру
наук прочих), в обычай ввести».
С большими трудностями, так как средств для сооружения машины
было отпущено недостаточно, Ползунов с помощью нескольких учеников
приступил в 1764 г. к созданию своей машины, и в 1765 г. она была
построена. Следует отметить, что эта машина существенно отличалась от первого
проекта Ползунова. Построенная машина решала лишь частную задачу:
был сконструирован привод для нескольких печей и обеспечен малый
расход топлива.
Ползунову не удалось дожить до пуска машины. Надорванный
непосильной работой, он в мае 1766 г. умер от скоротечной чахотки.
Пуск машины был осуществлен лишь в августе 1766 г. Машина
проработала около двух месяцев, показав свою эффективность: за 43 дня работы
она принесла около 12 тыс. руб. прибыли. Но в ноябре 1766 г. котел
дал течь. Машину остановили, а через несколько лет она была сломана
и забыта.
139
Изобретение практически пригодного универсального
теплового двигателя. Работы Джемса Уатта
Универсальный паровой двигатель, пригодный для практической
эксплуатации, был изобретен английским теплотехником Джемсом Уаттом
(1736—1819). Работу над паровыми машинами Уатт начал с 1764 г., когда
ему поручили исправить модель пароатмосферной машины Ньюкомена.
Он обратил внимание на большой непроизводительный расход пара, а
следовательно, и топлива в машине. Исследуя причину этого явления, Уатт
пришел к выводу, что хорошая
работа атмосферной машины зависит от
выполнения двух условий: во-первых,
для получения сильного разряжения
под поршнем надо производить в
цилиндре возможно более полную
конденсацию пара, а для этого как можно
сильнее охлаждать цилиндр; во-вторых,
чтобы избежать непроизводительных
потерь пара, надо его впускать для
последующего хода поршня из котла в
неохлажденный, горячий цилиндр.
Выполнить эти два условия одновременно
вначале представлялось технически
невозможным.
Проведя целый ряд глубоких
исследований и опытов, Уатт наконец
разрешил эту сложную техническую
задачу: он предложил производить
конденсацию пара в отдельном
резервуаре—конденсаторе, сообщающемся с
цилиндром.
тг Л. Изобретение конденсатора — важ-
Джемс Уатт. г Л7 г
^ неишее открытие Уатта первого
периода его творчества. Патент на это
изобретение Уатт получил в 1769 г. В заявке на патент он определил
свое изобретение как «новый метод уменьшения расхода пара, а
следовательно, и топлива в огненных машинах».
Таким образом, была найдена правильная идея усовершенствования
паровой машины. Но надо было перейти к практическому осуществлению
этой идеи. На это Уатту пришлось потратить много лет упорного труда
и тяжелой борьбы с бесконечным множеством препятствий и затруднений.
Изготовление крупных машин стоило больших средств, а собственные
средства Уатта были совершенно ничтожны. Приходилось прибегать к
фабрикантам и промышленникам с унизительными просьбами о
финансировании постройки новой машины.
В поисках средств для сооружения своего двигателя Уатт стал мечтать
о выгодной работе за пределами Англии. В начале 70-х годовой заявил
друзьям, что «ему надоело отечество», и серьезно повел разговоры о
переезде в Россию. Русское правительство предложило английскому
инженеру «занятие, сообразное с его вкусом и познаниями» и с ежегодным
жалованьем в 1000 фунтов стерлингов.
Отъезду Уатта в Россию помешал контракт, который он заключил
в 1772 г. с капиталистом Болтоном, владельцем машиностроительного
предприятия в г. Сохо близ Бирмингема. Болтон давно знал об изобретении
новой, «огненной», машины, но колебался субсидировать ее постройку,
140
сомневаясь в практической ценности машины. Заключить договор с Уаттом
он поторопился лишь тогда, когда возникла реальная угроза отъезда
изобретателя в Россию.
Договор, связавший Уатта с Болтоном, оказался весьма
действенным. Болтон показал себя умным и дальновидным человеком. Он не
поскупился на расходы по сооружению машины. Болтон понял, что
гений Уатта,
освобожденный от мелочной,
изнурительной заботы о куске
хлеба, развернется в
полную мощь и обогатит
предприимчивого
капиталиста. Кроме того, сам
Болтон был крупным
инженером-механиком.
Технические идеи Уатта
увлекли и его.
Завод в Сохо славился
первоклассным по тем
временам оборудованием,
имел кв а л ифицир ов анные
рабочие кадры. Поэтому
Уатт с восторгом принял
предложение Болтона
наладить на заводе
производство паровых машин
новой конструкции. С
начала 70-х годов и до конца
своей жизни Уатт
оставался главным механиком
завода. На заводе в Сохо
в конце 1774 г. была
построена первая машина
двойного действия.
Уатт был
неудовлетворен своей первой паровой
машиной и сразу начал
работать над ее
усовершенствованием. В 1777 г. Уатт для дальнейшего повышения
экономичности машины предложил применять отсечку и расширение пара.
Машина Уатта первоначальной конструкции значительно удешевила
получение механической энергии преимущественно для нужд горной
промышленности. Она очень быстро нашла себе применение в рудниках
и шахтах, совершенно вытеснив машину Ныокомена. Введение новых
паровых машин на три четверти сокращало расход угля. Особенно
большой интерес к машинам Уатта был проявлен со стороны хозяев медных
рудников в Корнваллисе. Завод в Сохо к 1780 г. изготовил 40
паровых машин, половина из которых предназначалась для копей в
Корнваллисе.
Однако, как и ранее изобретенные пароатмосферные машины, паровая
машина двойного действия не была пригодна для роли универсального
двигателя, она была применима лишь для подъема воды из шахт. Машину
можно было использовать на водокачках в городах, а также для
дриведения в движение воздуходувных машин, так как в этих случаях
движение рабочих органов машины было прямолинейно-качательным.
Рис. 63. Схема машины Д. Уатта,
построенной в 1775 г.
141
Для ее использования на промышленных предприятиях нужно
было иметь вал с насаженным на него колесом, вращающимся
непрерывно, от которого можно было бы передать работу машинам-орудиям
посредством ременной передачи. Необходимость именно в двигателях
универсального применения чувствовалась в английской промышленности
все больше и больше. На завод в Сохо приходили письма от
предпринимателей самых различных отраслей промышленности с просьбами изго-
Рис. 64. Схема машины двойного действия Д. Уатта.
товить паровые машины новой системы, предназначенные не только для
откачки воды, но и для приведения в движение станков в мастерских.
С 1778 г. Уатт начинает работать над изобретением машин с
непрерывным вращательным движением. В результате была создана машина
двойного действия, которая и явилась универсальным тепловым
двигателем. Патент на эту машину он получил в 1784 г. (рис. 64).
Принцип действия машины заключался в том, что пар из котла
поступал через золотник в цилиндр. Золотник позволял подавать пар то с одной
стороны поршня, то с другой, создавая тем самым необходимое давление
на поршень.
Таким образом, основные элементы универсальной паровой машины
складывались постепенно. Важнейшие нововведения, которые внес Уатт
в машину двойного действия, сводятся к следующему:
1. В отличие от первой пароатмосферной машины 1769 г. в машине,
запатентованной в 1784 г., был применен принцип двойного действия,,
т. е. пар попеременно действовал то на одну, то на другую сторону поршня.
Ш
2. Для подачи пара в разные полости цилиндра он использовал
специальное приспособление — золотник.
3. Для выравнивания вращательного движения Уатт применил
маховое колесо.
4. Для преобразования в балансирной машине качательного
движения поршня в непрерывное Уатт изобрел специальный механизм,
обеспечивающий прямолинейность движения штока поршня, связанного с одним
концом балансира (так называемый параллелограмм Уатта), а также
несколько способов преобразования прямолинейного движения во
вращательное движение.
Поскольку Уатт для получения вращательного движения не мог
в своей машине применить шатунно-кривошипный механизм (на такую
передачу был взят охранный патент французским изобретателем Пикаром),
он в 1781 г. взял патент на пять способов преобразования качательного
движения в непрерывновращательное. Вначале для этой цели он применял
планетарное, или солнечное, колесо.
Одним из важных механизмов в паровой машине двойного действия
был механический центробежный регулятор, который при помощи
специальной дроссельной заслонки в паропроводящей трубе регулировал
поступление пара в машину.
В середине 80-х годов XVIII в. конструкция паровой машины была
окончательно разработана, и паровая машина двойного действия стала
универсальным тепловым двигателем, нашедшим широкое применение
почти во всех отраслях хозяйства многих стран.
Революционизирующее влияние парового двигателя
двойного действия на развитие техники
К. Маркс придавал исключительно большое значение тепловому
двигателю Уатта. Он видел в нем основную причину дальнейшего прогресса
машинной индустрии.
«Только с изобретением второй машины Уатта,— писал К. Маркс,—
так называемой паровой машины двойного действия, был найден
первичный двигатель, который, потребляя уголь и воду, сам производит
двигательную силу и мощность которого находится всецело под контролем
человека; двигатель, который подвижен и сам является средством
передвижения, который, будучи городским, а не сельским, как водяное колесо,
позволяет концентрировать производство в городах, вместо того чтобы
рассеивать его в деревне; двигатель, универсальный по своему
техническому применению и сравнительно мало зависящий в своем
местопребывании от тех или иных локальных условий. Великий гений Уатта
обнаруживается в том, что патент, взятый им в апреле 1784 г., давая описание
паровой машины, изображает ее не как изобретение лишь для особых
целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности. Он
упоминает здесь о применениях, из которых некоторые, как, напр.,
паровой молот, введены лишь более чем через полвека. Однако он сомневался
в применимости паровой машины к морскому судоходству. Его преемники,
Болтон и Уатт, выставили на лондонской промышленной выставке 1851 г.
колоссальнейшую паровую машину для океанских пароходов»1.
Так завершилась многовековая работа ученых, инженеров и
механиков разных стран над задачей использования силы пара. Уатт сделал
большой вклад в историю теплотехники. Однако не следует забывать об
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 383—384.
143
огромной роли других изобретателей и техников, которые своим
кропотливым трудом подготовили успех его изобретения.
В создании универсального парового двигателя принимали участие
изобретатели и ученые Англии, Франции, России, Швеции, Чехии и
других стран. Говоря об изобретении паровой машины, Ф. Эцгельс
Ефим Алексеевич Черепанов. Мирон Ефимович Черепанов.
писал: «Паровая машина была первым действительно
интернациональным изобретением...»1
Изобретение универсального двигателя имело громадное значение
не только для становления новой промышленной техники. Паровая
машина, как и всякое крупное изобретение, оказала большое влияние
на развитие общественных отношений. Ф. Энгельс подчеркивал, что
«люди, которые в XVII и XVIII столетиях работали над созданием
паровой машины, не подозревали, что они создают орудие, которое в
большей мере, чем что-либо другое, будет революционизировать общественные
отношения во всем мире и которое, особенно в Европе, путем
концентрации богатств в руках меньшинства и пролетаризации огромного
большинства, сначала доставит буржуазии социальное и
политическое господство, а затем вызовет классовую борьбу между буржуазией
и пролетариатом, борьбу, которая может закончиться только
низвержением буржуазии и уничтожением всех классовых
противоположностей»2.
Процесс распространения универсальных паровых машин в Англии
к началу XIX в. подтверждает громадное значение нового изобретения.
Если за десятилетие — с 1775 по 1785 г. было построено 66 машин
двойного действия мощностью в 1288 л. с, то с 1785 по 1795 г. было создано
уже 144 машины двойного действия мощностью в 2009 л. с, а в
следующее пятилетие — с 1795 по 1800 г.— 79 машин мощностью в 1296 л. с.
1 Ф. Энгельс, Диалектика природы, стр. 81.
2 Там же, стр. 142.
144
В таблице 3 приведены данные, показывающие количество паровых
двигателей, построенных с 1775 по 1800 г. и работавших в разных
отраслях английской промышленности.
Таблица 3
Распределение паровых двигателей
но отдельным отраслям промышленности Англии
Предприятия
Текстильные фабрики ....
Каменноугольные копи . . .
Металлургические заводы . .
Медные рудники
Каналы
Пивоваренные заводы ....
Водопроводы
Количество
двигателей члт.)
93
30
28
22
18
17
13
Мощность
двигателей
(л. с.)
1562
380
618
440
261
147
241
Важно отметить, что паровой двигатель двойного действия особенно
быстро получил распространение в текстильной промышленности, в
которой появились первые рабочие машины.
Универсальный двигатель, вызванный к жизни потребностями
машинного производства, сам оказал колоссальное влияние на машинную
индустрию. Он послужил мощным толчком для развития
машиностроения, транспорта, металлургии и других отраслей капиталистического
хозяйства.
Уже в конце XVIII в. паровой универсальный двигатель перешагнул
границы Англии. В начале XIX в. на завод в Сохо стали поступать заказы
из других стран. Развивается строительство паровых машин во Франции,
Германии, Голландии, США, но Англия до половины XIX в. по
производству паровых машин сохраняла господствующее положение.
В России паровые машины стали строить в начале XIX в.
Строителями первых паровых машин были замечательные уральские новаторы-
техники, горнозаводские механики отец и сын Черепановы. В 1824 г.
Черепановыми была построена на Нижне-Тагильском заводе одна из таких
паровых машин.
Паровые двигатели применялись главным образом в
промышленности и на транспорте.
К 70-м годам XIX в. паровая машина универсального применения
прочно вошла во все сферы хозяйственной жизни капиталистических
стран Европы и Америки.
ГЛАВА VIII
СОЗДАНИЕ РАБОЧИХ МАШИН В МАШИНОСТРОЕНИИ
И Противоречие между ручной техникой
изготовления машин и потребностью
производства в машинах
осле изобретения рабочих машин и создания универсального
теплового двигателя основной задачей дальнейшего
промышленного развития стало техническое перевооружение машиностроения.
Огромные возможности, открывшиеся перед промышленностью с
введением рабочих машин и универсального двигателя, могли реализоваться
лишь постольку, поскольку машиностроение было способно поставлять
всем отраслям промышленности специальные машины и притом в
больших количествах.
Между тем техника изготовления машин, существовавшая в
середине XVIII в., даже в наиболее передовых странах была ручной,
унаследованной еще от мануфактурного периода. К. Маркс указывает, что
«машинное производство первоначально возникло на не
соответствующем ему материальном базисе»1.
При ручном изготовлении машины производились медленно, в
небольших количествах и обходились крайне дорого. Ручной труд не мог
разрешить и многих чисто технических задач, которые стали
возникать в машиностроении. Возрастающая сложность машин требовала
увеличения мощностей, скоростей, надежности и точности работы
механизмов.
Недостаток рабочих машин уже в 80-х годах XVIIIв. испытывали
такие развивающиеся отрасли, как текстильная промышленность и
производство паровых двигателей. Серьезным препятствием для быстрого
распространения прядильных машин была ремесленная техника
изготовления металлических частей к ним, которая затрудняла массовое
производство необходимых деталей и не обеспечивала надлежащей точности
отделки. Изготовление двигателей Уатта чрезвычайно тормозилось из-за
неумения производить хорошо обработанные металлические цилиндры.
Приходилось, например, затрачивать много усилий, чтобы создать
необходимый зазор между стенкой цилиндра и поршнем в паровой машине.
По мере внедрения машин во все новые отрасли промышленности к
машиностроению предъявлялись все более и более повышенные требования.
Применение машин в металлургии, на транспорте, равно как и все
возрастающие размеры паровых двигателей и котлов, диктовало
необходимость обработки чрезвычайно больших масс металла. На основе ручного
труда машины и котлы или вообще не могли быть обработаны, или не
могли быть обработаны достаточно быстро и с необходимой точностью.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 388.
146
« .Все развитие крупной промышленности парализовалось до тех пор,
пока ее характерное средство производства - сама машина была обязана
своим существованием личной силе, личному искусству, т. е. зависела
от мускульной силы, верности глаза и виртуозности рук, с которыми
частичный рабочий внутри мануфактуры или ремесленник вне ее
оперирует своим карликовым инструментом»1.
Чтобы ликвидировать это противоречие, машинное производство
должно было произвести переворот в машиностроении. Иными словами,
«крупная промышленность должна была овладеть характерным для нее
средством производства,
самою машиной, должна была
производить машины
машинами»2.
Коренное изменение
техники изготовления машин
могло быть достигнуто лишь
при условии изобретения
и широкого применения
рабочих машин в собственно
машиностроении. Для
машиностроения
революционизирующее значение могли
иметь только изобретения,
в результате применения
которых инструмент из рук
рабочего перешел бы к
механизму, создавая тем самым
неограниченные возможности
роста производительности
труда.
Третий этап
промышленной революции был связан
с изобретением и
распространением рабочих машин в
машиностроении. Техническое
перевооружение машино-
Рис. 65. Лучковый токарный станок.
строения — этой основы крупной машинной индустрии — в Англии
началось приблизительно с 90-х годов XVIII в. и закончилось к 40-м годам
XIX в.
Следует указать, что машиностроения как отрасли промышленности
в мануфактурном периоде не существовало. В это время развивалась
металлообрабатывающая промышленность, большое место в которой
занимало изготовление изделий из железа. Почти во всех крупных
металлообрабатывающих мануфактурах были мастерские, в которых
изготовлялись инструменты, простейшие станки и т. д. Обычно такие
мастерские удовлетворяли нужды только данного предприятия.
Техника, применяющаяся в них, была весьма примитивна, но довольно
разнообразна. В мастерских сосредоточивалось обычно большое количество
специализированных орудий: сверла, ножницы, клещи, топоры, молотки
и т. п. Имелись сверлильные, точильные, шлифовальные станки. Однако
эти станки, несмотря на довольно большую специализацию, не были
рабочими машинами, так как основной трудовой процесс при их
применении совершала рука человека.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 388.
2 Там же, стр. 390.
147
Наиболее распространен был токарный, так называемый лучковый,
станок (рис. 65). Принцип действия его состоял в следующем. Веревкой,
один конец которой был привязан к
гибкой жерди, обвивали один раз
валик на станке. Другой конец веревки
закрепляли к доске, являющейся
педалью для ноги рабочего. Нажимая на
педаль, рабочий при помощи веревки
и жерди вращал валик, а с ним и
обрабатываемую деталь. Режущий
инструмент, т. е. главнейший механизм
орудия, рабочий держал в руке.
Отсюда видно, что токарный станок
являлся все еще только сложным
орудием, а не рабочей машиной. Для того
чтобы токарный станок превратился в
рабочую машину, был необходим
резцедержатель (суппорт), т. е.
механизм, заменяющий руку человека при
работе на станке.
Изобретателем токарного станка
суппортом был выдающийся русский
механик и изобретатель Андрей
Константинович Нартов. Нартов одним из пер-
Андрей Константинович Нартов Шх П0СТР0ИЛ РЯД токарно-копироваль-
ных станков, имевших механический
суппорт, который он называл «деря^ал-
кой». На этих станках для вращения изделия можно было применить
колесо, которое бы двигалось при помощи воды или силы животных.
Рис. 66. Схема токарного станка А. К. Иартова.
Наиболее отчетливо идея суппорта отражена на большом токарно-
копировальном станке А. К. Нартова, созданном им в 1718—1729 гг.
(рис. 66).
Однако в то время ни в России, ни на Западе не было еще острой
потребности в усовершенствовании техники машиностроения. Поэтому,
148
несмотря на замечательные работы Нартова и высокую оценку, которую
его деятельность и знания получили в ряде стран, изобретенный им
суппорт не оказал большого влияния на практическое развитие техники
токарного дела.
В конце XVIII в. к идее применения суппорта в токарных станках
вернулись во Франции. В знаменитой «Французской энциклопедии»
Дидро в 1779 г. дается описание приспособления для токарных станков,
которое явно напоминает принцип суппорта. Однако станки, о которых
писал Дидро, имели ряд недостатков, совершенно исключавших их
широкое применение на практике.
Изобретение Генри Модели первой рабочей машины
в машиностроении
Возможность изменения техники изготовления разнообразных машин
была создана только в результате первых двух этапов промышленной
революции. Для машинного производства машин был необходим мощный
двигатель. К началу XIX в. такой двигатель был создан в виде
универсальной паровой машины двойного действия. С другой стороны,
развитие производства рабочих машин и паровых двигателей во второй
половине XVIII в. положило начало формированию квалифицированных
кадров для машиностроения — рабочих-механиков. Эти два главнейших
условия и обеспечили техническую революцию в машиностроении.
Начало изменению техники изготовления машин положил
английский механик Генри Модели (1771—1831), создавший механический
суппорт для токарного станка. Сын плотника, Модели с двенадцати лет
пошел работать в арсенал. В течение шести лет работы он получил
хорошие навыки в дерево- и металлообработке и, кроме того, стал одним
из первых мастеров кузнечного дела. Однако Модели мечтал о карьере
механика. В 1789 г. он поступил в Лондонскую механическую
мастерскую Джозефа Брама, специалиста по изготовлению замков.
Механизмы замков, основными деталями которых являлись
пружины, подвижные кольца, задвижки и цилиндры, требовали
исключительно тщательной обработки. На замки Брама был огромный спрос, так
как они отличались необыкновенной прочностью, а секрет их весьма
трудно разгадывался. Один из его замков, выставленный в окне магазина
фирмы в Лондоне с объявлением о награде в 200 ф. ст. тому, кто
его откроет, простоял около семидесяти лет и только в 1851 г. был открыт
одним американцем.
Однако Брам при отсутствии специальных станков и инструментов
не мог наладить массового изготовления замков. Каждый замок
изготовлял один мастер, поэтому количество выпускаемой продукции было
невелико.
В мастерской Брама Генри Модели получил возможность изобретать
и конструировать различные приспособления для изготовления замков.
Широкую известность, например, получил гидравлический пресс,
усовершенствованный Модели.
В 1794 г. он изобрел так называемый крестовый суппорт к токарному
станку (рис. 67), способствовавший превращению станка в рабочую
машину. Сущность изобретения Модели сводилась к следующему. Токари
того времени, обтачивая какой-либо предмет, наглухо укрепляли его
на станке специальными зажимами. Рабочее орудие —
резец—находилось при этом в руках рабочего. При вращении вала резец
обрабатывал заготовку. Рабочий должен был не только создавать необходимое
149
давление резцом на заготовку, но и передвигать его вдоль нее. Это было
возможно только при большом умении и сильном напряжении. Малейшее
смещение резца нарушало точность обточки. Модели решил укрепить
резец на станке. Для укрепления резца Модели создал специальный
металлический зажим — суппорт, который имел две каретки,
передвигающиеся посредством винтов. Одна
каретка позволяла создавать
необходимое давление резца на заготовку,
а другая передвигала резец вдоль
заготовки. Таким образом,
человеческая рука была заменена
специальным механическим приспособлением.
С введением суппорта станок стал
непрерывно действовать с
совершенством, недостижимым даже для самой
искусной человеческой руки. Суппорт
оказался одинаково пригодным для
изготовления как мельчайших деталей,
так и огромных частей различных
машин.
К. Маркс придавал изобретению
суппорта исключительно большое
значение, подчеркивая
революционизирующую роль этого изобретения для
всей техники машиностроения. «Это
механическое приспособление, — писал
он,— заменяет не какое-либо особенное
орудие, а самую человеческую руку,
Генри Модели. которая создает определенную форму,
приближая, прилагая острие режущего
инструмента к материалу труда или направляя его на материал труда,
напр. на железо. Таким образом удалось производить геометрические
формы отдельных частей машин «с такой степенью легкости, точности и
быстроты, которой никакая опытность не могла бы доставить руке
искуснейшего рабочего»»1.
Первый станок с суппортом, правда, крайне несовершенным, был
изготовлен в мастерской Брама в 1794—1795 гг. В 1797 г. Модели
построил первый работоспособный токарный станок на чугунной
станине с самоходным суппортом. Станок служил для нарезки винтов, а
также использовался для обработки деталей замков.
В дальнейшем Модели продолжал усовершенствовать свой токарный
станок с суппортом. В 1797 г. он построил токарно-винторезный станок
со сменным ходовым винтом. Выделка винтов в те времена была работой
исключительно сложной. Винты, нарезаемые ручным способом, имели
совершенно произвольную нарезку. Трудно было найти два одинаковых
винта, а это чрезвычайно усложняло ремонт станков, их сборку и замену
сносившихся деталей новыми. Поэтому Модели в первую очередь
совершенствовал именно токарно-винторезные станки. Своей работой по
усовершенствованию нарезок винтов он добился частичной
стандартизации изготовления винтов, пролагая путь для своего будущего
ученика Витворта, основателя винтовых стандартов в Англии.
Самоходный станок Модели, предлагавшийся для винторезных работ,
вскоре оказался незаменимой машиной в любой токарной работе. Этот
1 /Г. Маркс, Капитал, т. I, стр. 391.
150
станок работал с изумительной точностью, не требуя больших физических
усилий со стороны рабочего.
Интересно отметить, что попытки создать рабочую машину в
машиностроении с конца XVIII в. делались и в других странах. В Германии
немецкий механик Рейхенбах, независимо от Модели, также предложил
приспособление для держания резца (суппорт) на деревянном токарном
станке, предназначенном для обработки точных астрономических инстру-
Рис. 67. Первый токарный станок с суппортом Г. Модели.
ментов. Однако социально-экономические условия феодальной Германии
резко отличались от условий капиталистической Англии. Механический
суппорт для немецкой кустарной промышленности был не нужен, тогда
как внедрение токарно-винторезного станка Модели в Англии вызывалось
.потребностями развивающегося капиталистического производства.
Суппорт вскоре был превращен в совершенный механизм и в
модернизированной форме перенесен с токарного станка, для которого он
первоначально предназначался, на другие станки, применяемые для
изготовления машин. С изготовлением суппорта начинают совершенствоваться
и превращаться в машины все металлообрабатывающие станки. Появляются
механические револьверные, шлифовальные, строгальные, фрезерные
станки. К 30-м годам XIX в. английское машиностроение уже обладало
основными рабочими машинами, позволяющими производить
механическим способом важнейшие в металлообработке операции.
Вскоре после изобретения суппорта Модели ушел от Брама и открыл
свою собственную механическую мастерскую, которая очень скоро
превратилась в довольно большой машиностроительный завод. Завод Модели
сыграл выдающуюся роль в деле развития английской машинной техники.
-Это была школа знаменитых английских механиков. Здесь начинали свою
творческую деятельность такие выдающиеся машиностроители, как Вит-
ворт, Роберте, Несмит, Клемент, Мун и др.
На заводе Модели была применена уже машинная система
производства в форме соединения трансмиссиями большого числа рабочих машин,
приводимых в движение универсальным тепловым двигателем. Завод
Модели в основном изготовлял детали для паровых машин Уатта. Однако
на заводе конструировались и рабочие станки для механических
мастерских. Генри Модели выпускал образцовые токарные, а затем
и строгальные механические станки.
Сам Модели, несмотря на то что был собственником крупного
предприятия, всю жизнь работал наравне со своими рабочими и учениками.
Он обладал поразительной способностью находить и воспитывать
талантливых машиностроителей. Многие выдающиеся английские механики
обязаны Модели своим техническим образованием. Кроме суппорта, он
сделал много изобретений и усовершенствований в самых
разнообразных отраслях техники.
151
В 1807 г. Модели получил патент на различные усовершенствования
паровой машины. В начале XIX в. он изобрел дыропробивную машину
для производства отверстий в листах котельного железа,
сконструировал микрометрический штангенциркуль, названный им «Лордом
канцлером», — важнейший прибор его мастерской. Последней работой
Модели был металлический щит, при помощи которого в Лондоне под
Темзой был прорыт туннель. Необыкновенно изобретательный, Модели
очень мало хлопотал о получении патентов на свои изобретения.
Случалось, что ему грозили судебным процессом люди, укравшие его
изобретения и оформившие на них патенты.
Особенностью техники машиностроения 30-х и 40-х годов XIX в.
является повышение точности производства машин. Этот период был
целиком связан с работами выдающегося английского станкостроителя
Иосифа Витворта (1803—1887), введшего в машиностроение принципы
и методы точной работы.
Витворт изобрел первую измерительную машину, ввел калибры и
добился возможности измерять обрабатываемые плоскости до сотых,
а позже и до тысячных долей миллиметра. Ему принадлежит идея
стандартизации резьбы на винтах, позже нашедшая широчайшее
применение в машиностроении.
В результате происшедших технических изменений
машиностроение к 70-м годам XIX в. превратилось в отрасль крупного
фабрично-заводского производства. По характеру продукции
машиностроительные предприятия того времени делились на два основных типа.
Часть заводов сосредоточивалась на производстве машин одного какого-
либо рода. Это были главным образом предприятия, производившие
текстильные машины, паровые машины и котлы, металлообрабатывающие
станки, спрос на которые был очень велик. Другие заводы производили
машины, предназначенные для самых разнообразных целей. Эти
универсальные машиностроительные заводы наряду с текстильными и
паровыми машинами выпускали и другое специализированное
оборудование, всякого рода точные приборы и т. п.
К 70-м годам XIX в. заводы английского машиностроения были
оснащены мощными и точными станками. Англия в это время по праву
называлась «мастерской мира» и занимала первенствующее положение в
мировом машиностроении. Но уже к 60-м годам XIX в. стала развиваться
машиностроительная промышленность Соединенных Штатов Америки в
Германии. В этих странах, позже вступивших на капиталистический путь
развития, со второй половины XIX в. начинает складываться крупная
машиностроительная промышленность. Слабее была развита
машиностроительная промышленность Франции, Австро-Венгрии, России, Италии и
других стран, запоздавших с капиталистическим развитием.
В результате третьего этапа промышленного переворота
машиностроение овладело техникой производства машин машинами.
Это позволило быстро и в необходимом количестве производить
машины для всех отраслей промышленности и транспорта. Таким
образом, крупное машинное производство получило соответствующую era
природе материально-техническую базу.
ГЛАВА IX
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ МЕТАЛЛУРГИИ
Технический переворот в машиностроении явился основным
стимулом для развития металлургии в эпоху промышленной
революции. С развитием машинной индустрии роль металла как
основного материала для изготовления машин значительно возросла. Все
технические приспособления и элементы машин (исполнительные орудия,
передаточные механизмы и т. п.) стали изготовляться только из
металла.
Существовавшие при мануфактуре способы получения железа уже
не могли удовлетворять возросших потребностей производства. Поэтому
черная металлургия, как основной поставщик железа для производства
машин, должна была перейти на новые методы производства металла.
Технический переворот в металлургии (прежде всего в английской)
заключался в изобретении и широком применении новой технологии
получения чугуна, а также в существенном усовершенствовании способов
передела чугуна в железо.
Изменения в доменном производстве
Известно, что доменное производство в мануфактурный период
базировалось на использовании древесного угля. Увеличение выплавки
чугуна привело к быстрому уничтожению лесов. «Топливный голод»,
наступивший в Англии, Франции и других странах, породил стремление найти
заменитель древесному углю.
Испытывая острую необходимость в металле, но не имея
возможности развивать металлургию из-за отсутствия древесного угля, Англия
в первый период промышленной революции большое количество металла
ввозила из России.
Русский металл вплоть до начала XIX в. играл крупнейшую роль
в промышленном развитии Англии. В 1800 г. Россия производила 10 млн.
пудов чугуна, тогда как Англия — только 8 млн. пудов.
Мысль о замене древесного угля в доменном процессе другим видом
топлива высказывалась неоднократно в Англии еще в XVII в.
Правительство даже издавало специальные постановления, призывавшие
изобретателей решить проблему применения минерального топлива в
металлургии. Однако попытки использовать каменный уголь для получения
чугуна, неоднократно повторявшиеся на протяжении XVII и начала
XVIII в. в Англии и других странах, были заранее обречены на неудачу,
153
так как в то время не были изучены условия и температурные режимы
коксования, а также были неизвестны марки коксующихся углей.
Первых успехов в применении каменного угля для получения чугуна
достиг англичанин Дод Додлей, оформивший в 1619 г. (по другим
сведениям в 1621 г.) патент на производство чугуна.
В патенте указывалось, что «Додлей открыл после долгих трудов
и многих дорогостоящих опытов секрет, способ и средства выплавки
железной руды и производства из нее чугунного литья или брусков путем
применения каменного угля в печах с раздувательными мехами, причем
результаты получились такого же хорошего качества, как и те, что
до сих пор производились при помощи древесного угля,— изобретение,
еще никем до сих пор не совершенное в нашем английском
королевстве...»
Додлею пришлось вести ожесточенную борьбу с предпринимателями,
производящими чугун на древесном топливе и в конце концов
разорившими Додлея, который был вынужден прекратить работу по
усовершенствованию выплавки чугуна.
Только в 1735 г. английский инженер-металлург, владелец
железоделательного завода Кольбрукдель Авраам Дерби-сын (1711—1763),
использовав опыт своих предшественников, разрешил проблему
применения минерального топлива в доменном производстве, использовав для
доменной плавки не просто каменный уголь, а специально
переработанный кокс.
Проблемой плавки чугуна на минеральном топливе Дерби-сын
занимался ряд лет. В течение многих месяцев Дерби добивался удачного
сочетания всех условий, необходимых для выплавки чугуна на минеральном
топливе. Он по неделям не уходил от доменных печей, испытывая все
новые и новые марки углей, меняя температурные режимы коксования,
подбирая наиболее удобные флюсы для отшлакования примесей.
Первые попытки непосредственно использовать каменный уголь
в домне не дали результатов, так как уголь содержал большое количество
золы и других примесей, особенно серы. И лишь после того как Дерби
получил удовлетворительный кокс, ему в 1735 г. удалось наладить
выплавку чугуна на минеральном топливе.
Использование кокса потребовало увеличения количества воздуха,
подаваемого в доменную печь. Уже Дерби произвел на своем заводе
полное переустройство воздуходувного хозяйства, применив для привода
воздуходувок паровую машину. Правда, это была еще машина Ньюко-
мена, а не Уатта. Она приводила в действие насосы, которые дважды
подавали отработанную воду на водяные колеса, являющиеся двигателем
воздуходувных мехов. Но даже и это сравнительно небольшое
усиление притока воды на колеса позволило увеличить количество воздуха,
подаваемого в домну. Вскоре эта система стала применяться и на
других металлургических предприятиях Англии.
В дальнейшем техника подачи воздуха в домну продолжала
совершенствоваться, росла мощность двигателей, приводивших в движение
воздуходувные устройства. Вместо клинчатых мехов стали применяться
цилиндрические меха, а затем центробежные воздуходувки.
Впервые цилиндрические воздуходувные меха применил И. И.
Ползунов. Он же первый использовал пароатмосферную машину в качестве
двигателя для воздуходувных мехов. Однако и эти изобретения не нашли
широкого распространения.
В Англии введение воздуходувных машин для доменных печей
относится к 1782 г. С этого времени усовершенствование воздуходувных
устройств шло непрерывно. Но только с половины XIX в. начали внед-
154
ряться центробежные воздуходувки, обеспечившие доменное
производство необходимым количеством воздуха.
Эффективность новых способов подачи воздуха в доменную печь
во многом зависела от применения паровых машин как двигателя для
воздуходувок. В 1775 г. впервые успешно внедрил паровую машину
в доменное производство английский инженер Вилькинсон (1727—1808),
купивший для этого одну из первых паровых машин, изготовленных
Уаттом.
Благодаря применению новых систем воздуходувок, приводимых в
действие паровыми машинами, появилась возможность значительно
увеличить размеры
доменных печей и ускорить
процесс доменной плавки, что
в свою очередь привело к
резкому повышению выплавки
чугуна.
Дальнейший рост
производительности доменных
печей происходил за счет
подогрева воздуха,
подаваемого в домну. Аппарат для
подогрева воздуха — доменный
воздухонагреватель —
впервые был применен Дж. Нил-
соном (1792—1865) на
шотландском заводе Клайд
(патент ему на это изобретение
был выдан в 1828 г.). Первые
же опыты нагрева воздуха
до 150—300° позволили
значительно (до 40%) снизить
расходы топлива и резко
повысить производительность
доменных печей1.
В России уже в 1829 г.
на Александровском
казенном литейном заводе в Пе- Рис. 68. Схема доменного воздухонагревателя,
тер бурге проводились опыты
«над доменной печкой, раздувая оную теплым воздухом...» Эти опыты
были повторены на Петрозаводском железоделательном заводе в 1835 г.
Даже при устарелом оборудовании, применявшемся на этих
предприятиях, они показали, что горячее дутье может обеспечить рост
выплавки чугуна при одновременном сокращении расхода топлива.
Однако проблема повышения производительности доменной печи
была разрешена только с изобретением специального аппарата для
нагрева воздуха, подаваемого в домну. Такое воздухонагревательное
устройство (рис. 68), работавшее на основе использования отходящих
газов доменной печи, предложил в 1857 г. англичанин Э. Каупер
(1819—1893). По имени изобретателя эти аппараты носят название
кауперов.
Использование отходящих газов доменной печи для подогрева
воздуха в кауперах имело огромное значение для черной металлургии. Оно
1 Следует отметить, что использование отходящих газов для разных целей
осуществлялось уже в самом начале XIX в. Так, в 1804—1805 гг. в Златоусте
применили отходящие газы для обжига руды.
155
привело к важным изменениям в конструкции домен и технологии
доменного процесса.
В результате реализации этих изобретений и усовершенствований
было достигнуто резкое увеличение размеров домны и главное —
увеличение ее производительности. Это привело к резкому росту выплавки
чугуна. Если в 1780 г. Англия выплавила 40 тыс. т чугуна, то в 1856 г.
доменные печи страны дали уже 3,5 млн. т чугуна, т. е. за 76 лет-
выплавка чугуна возросла в 87,5 раза.
Развитие способов передела чугуна в железо
Увеличение выплавки чугуна привело к несоответствию между
количеством чугуна, получаемого из домны, и возмояшостью передела чугуна
в железо. Это пагубно отражалось прежде всего на развитии
машиностроения, для которого требовалось в основном ковкое железо. Поэтому все
более явственно вырисовывалась необходимость перехода к новым, более
совершенным способам передела чугуна в железо.
Рис. 69. Схема пудлинговой печи.
В середине XVIII в. передел чугуна в железо происходил в кричных
горнах. Сначала здесь происходило частичное окисление металла. Затем
продукт частичного окисления в том же горне подвергался переплавке.
После нескольких переплавок чугун почти полностью
обезуглероживался, превращаясь в ковкое железо. Полученную в результате этого
крицу уплотняли под молотом. Железо в результате производили медленно,
и оно было крайне неоднородно по своим качествам. Все это вело к тому,
что кричный способ не мог обеспечить получение необходимого количества
железа.
Совершенствовавие процесса передела чугуна в железо началось
в 80-х годах XVIII в. Правда, над этой проблемой работали многие
изобретатели еще и раньше. В 1766 г. английские рабочие братья Кранеджи
предложили переконструировать кричный горн в пламенную печь. Они
считали необходимым разделить рабочее и топочное пространство
пламенной печи, для того чтобы изолировать металл от топлива во время
передела. Обе части печи имели так называемый пламенный порог,
предохраняющий находящийся в ванне металл от непосредственного влияния
топлива. В такой пламенной, или отражательной, печи при плавке
значительно уменьшалось количество серы, переходящей из топлива
в металл. В результате появлялась возможность более спокойного и
равномерного шлакообразования, чем в кричном горне. Для лучшего сопри-
156
{косновения металла со шлаками металл непрерывно перемешивали,
откуда и произошло название этого процесса — пудлингование, т. е.
перемешивание.
В патенте, выданном братьям Кранеджи, новый способ описывается
•следующим образом: «Чугун в свинках помещается в отражательной, или
воздушной, печи, соответствующего устройства, без прибавления чего бы
то ни было, кроме сырого каменного угля, и превращается в хорошее
«овкое железо; по извлечении в горячем состоянии из печи его
обрабатывают под молотом и вытягивают, по
желанию, в полосы разного вида и
различных размеров».
В 1783 г. мастер одного
английского металлургического завода Петр
Оньен также предложил новый способ
передела чугуна в железо, очень
напоминавший пудлингование, но несколько
более усовершенствованный, чем
способ братьев Кранеджи. Однако
широкую известность пудлингование
получило после работ английского
изобретателя Генри Корта (1740—1800),
получившего патент на это изобретение
« 1784 г. Корт упростил процесс
пудлингования. Он обошелся без дутья,
которому его предшественники
придавали большое значение. Для усиления
тяги в печи Корт применил высокую
дымовую трубу. Корт ввел прокат
криц на вальцах, чем обеспечил
выдавливание из металла шлаков.
Кроме того, при помощи вальцов он Генри Корт,
получал из криц полосовое железо.
Самый процесс пудлингования у Корта протекал следующим
образом: чугун, содержащий в себе различные примеси, разбивался сначала
на куски и предварительно прогревался, вследствие чего он терял часть
углерода. Затем его помещали в пламенную (отражательную) печь
вместе со шлаками, богатыми окислами железа. Как только чугун
начинал плавиться, содержащийся еще в нем углерод вступал в
соединение с кислородом. Для содействия этому соединению жидкий металл
в ванне сильно перемешивали. В итоге происходило своего рода кипение
€ выделением характерного синего пламени, получающегося из-за
сгорания окиси углерода. Раскаленную добела массу продолжали
перемешивать, увеличивая или уменьшая интенсивность огня. В результате
мало-помалу чистый металл собирался в губчатую крицу. Эту крицу
вытаскивали из печи, клали под молот, выжимавший из нее шлаки, и,
наконец, прокатывали в вальцах. Прокатные вальцы были наиболее
оригинальной особенностью изобретения Корта. Их применение
чрезвычайно сокращало трудную операцию обработки крицы молотом
и позволяло производить ее быстро, получая большое количество
железа.
Изобретение Корта вначале было встречено довольно холодно.
Впрочем, очень скоро предприниматели стали являться к Корту с
предложениями относительно эксплуатации его патента, однако Корт сам решил
наладить выпуск пудлингового железа. Деньги пришлось занять у
казначея военного министерства. В 1789 г. кредитор Корта внезапно умер.
157
Казна наложила руку на имущество умершего, так как было подозрение*
что казначей растратил часть доверенных ему казенных денег.
Ссуженные деньги надо было немедленно возвратить. Все имущество Корта
пошло с молотка, его патент также был конфискован и продан, а Корт
потерял право на эксплуатацию своего изобретения.
В первой половине XIX в. процесс пудлингования непрерывно
совершенствовался и внедрялся в производство большинства стран.
В России первые опыты по переделу чугуна в пудлинговых печах были
проведены еще в 1817 г. Но пудлингование в России внедрялось слабо
и даже в 40-х годах на железоделательных заводах оно применялось лишь
в единичных случаях.
Пудлингование ликвидировало несоответствие между развитием
доменного процесса и переделом чугуна в железо. Этот процесс оказался
намного производительнее кричного. Уже в 1791 г. в Англии было
получено 80 тыс. т пудлингового железа и только 10 тыс. т кричного.
Отмечая изменения в английском железоделательном производстве
с введением пудлингования, Ф. Энгельс писал: «Доменные печи стали
строить в 50 раз больших размеров чем раньше, плавление руды
упростилось благодаря горячему дутью, и производство железа так
удешевилось, что оказалось возможным делать из железа массу вещей, которые
раньше изготовлялись из дерева или камня»1.
Пудлинговое железо вследствие своих технологических свойств
(достаточная прочность и удобство обработки), дешевизны, а также из-за
легкости получения в больших количествах явилось основным
материалом, из которого изготовляли машины и инструменты в течение почти
всего XIX в. Кричное железо не годилось для производства паровых
котлов высокого давления. Поэтому пудлинговый металл был необходим
для производства первых паровых машин. Только пудлинговый металл
позволил наладить массовый выпуск паровых двигателей — этой
энергетической базы крупной машинной индустрии. Из пудлингового железа
были созданы первые железнодорожные линии, первые паровозы и
пароходы.
Развитие техники получения стали
До 70-х годов XIX в. капиталистическая индустрия потребляла
преимущественно чугун и железо. Сталь в это время изготовлялась, однако
способы ее массового производства были неизвестны. В этот период
производилась главным образом тигельная сталь, отличавшаяся
большой дороговизной: в первой половине XIX в. стоимость стали
превышала примерно в 5 раз стоимость железа. Естественно, сталь не могла
получить широкого распространения в промышленности и применялась
лишь для изготовления некоторых инструментов и отдельных деталей
машин.
Однако уже в первой половине XIX в. в Англии, Германии, России
и других странах велись работы по изучению свойств стали,
разрабатывались новые методы ее получения.
Русские металлурги вели весьма ценные исследования в области
совершенствования как способов получения тигельной стали, так и стали
в крупных отливках. Больших достижений в этой области добился
горный инженер Павел Петрович Аносов (1797—1851), работавший на Зла-
тоустовском заводе.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 253.
158
Рцс, 70. Кузнечвди цех?
Проведя ряд научных работ, Аносов овладел утерянным секретом
изготовления булата — высококачественной стали, применяемой для
производства холодного оружия и отличающейся весьма высокими
механическими свойствами. Более того, он значительно усовершенствовал способ
производства высококачественных марок стали. В итоге исследований
в 1841 г. Аносов опубликовал работу
«О булатах», в которой изложил
основы производства высококачественных
сталей.
В 50-х годах XIX в. появилась
нарезная артиллерия. Для изготовления
нарезных орудий потребовалось много
стали, причем в крупных отливках.
Больших успехов в производстве
оружейной стали добились заводы Круппа
в Германии.
В России проблему получения
крупных и однородных стальных
отливок для пушек успешно разрабатывал
горный инженер Павел Матвеевич
Обухов (1820-1869). В 1857 г. П. М.
Обухову была выдана привилегия на
изобретенный им способ получения однородной
тигельной стали в крупных отливках.
Сталь, полученная по способу Обухова,
не уступала по качеству крупповской
и английской стали и обходилась го-
„ „ раздо дешевле. На Всемирной Лондон-
Павел Петрович Аносов. CR()g выставке в 1862 г. сталь
Обухова получила очень высокую оценку.
П. М. Обухов организовал в Петербурге завод, ставший одним из лучших-
орудийных предприятий мира. Однако Обухову не удалось полностью
решить проблему получения высококачественной стали в крупных
отливках. Эта проблема была решена лишь в конце XIX в.
Завершение технического перевооружения металлургии
в первой половине XIX в.
Техническое перевооружение металлургии завершилось изобретением
прокатного стана, приводимого в действие паровой машиной, а также
созданием парового молота.
При пудлинговании не представлялось возможным достигнуть
полной однородности сварочного металла, обеспечивающей его
определенные механические свойства. Поэтому по мере развития техники возникла
необходимость в дополнительной операции—прокатке. При прокатке в
металле, находящемся в пластичном, текучем состоянии, сжатием
уничтожается первичные крупные зерна, благодаря чему металл
становится более плотным и однородным по своему составу. Массовое
производство пудлингового железа требовало механизации. Кроме того,
прокатка играла огромную роль в производстве сортового фасонного
металла (рельсов, швеллеров, углового железа и т. д.) для самых
разнообразных нужд транспорта, индустрии и строительства.
Внедрение прокатных станов в металлургию началось с начала
XIX в. Первый прокатный стан для железных болванок был разработан
160
Кортом, когда он работал над изобретением метода пудлингования.
В 1783 г. Корт получил патент на изобретение способа проката
фасонного железа с помощью особых вальцов. После изобретения Корта
техника прокатки металла стала быстро развиваться. В прокатных станах
появляется целый ряд усовершенствований. Увеличивается пропускная
способность станов, растет вес прокатываемых слитков металла.
При пудлинговании для отжатия шлака и уплотнения металла
(крицы) широко применялись обжимы и ковочные молоты. В начале XIX в.
для этой цели использовались несовершенные, так называемые
рычажные, молоты. Известный английский механик Несмит в 1839 г.
сконструировал новый молот. Молот Несмита приводился в действие
паром. Это во много раз увеличило его мощность. Паровой молот
был широко использован в металлургической промышленности.
К 60-м годам XIX в. технический переворот в металлургии был
завершен. Технический прогресс способствовал резкому увеличению
производства металла. Если за два столетия — с 1500 до 1700 г.—
мировая выплавка чугуна выросла примерно с 60 тыс. т до 104 тыс. т, т. е.
в 1,7 раза, а за весь XVIII в.— с 104 тыс. т до 278 тыс. т (1790 г.),
т. е. в 2,67 раза, то за 80 последующих лет — с 1790 по 1870 г.— выплавка
чугуна достигла 12 млн. т, что в 43 раза больше, чем в 1790 г.
На долю Англии приходилось в 60-х годах XIX в. более 50% всего
выплавляемого чугуна. Но во второй половине XIX в. Англию по темпам
развития черной металлургии начинают перегонять вступившие на путь
капиталистического развития США и Германия, где создаются
благоприятные условия для промышленного развития.
ГЛАВА X
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ГОРНОГО ДЕЛА
¦ щ Новые требования, предъявляемые к горному делу
Ир ост машиностроения, паровой энергетики, металлургии, строи-
¦ тельство железных дорог, расширение капиталистической
торговли и связанного с ней денежного обращения колоссально увеличили
спрос на самые разнообразные продукты горного дела. В. И. Ленин
указывал, что «размер потребления металлов, каменного угля и проч.
(на 1 жит.) не остается и не может оставаться неизменным в
капиталистическом обществе, а необходимо повышается. Каждая новая верста
жел.—дорожной сети, каждая новая мастерская, каждый плуг, заведенный
сельским буржуа, повышают размер спроса на продукты
горнопромышленности»1.
Металлургия в связи с переводом доменного процесса на
минеральное топливо требовала огромных количеств железной руды и каменного
угля. Достаточно, например, указать, что для выплавки 1 т чугуна
в современных высокоэкономичных домнах расходуется 1,2 т кокса,
а для получения 1 т кокса тратится 1,35 т коксующегося угля. Если
учесть, что в начале XIX в. доменные печи потребляли значительно
больше минерального топлива, то станет совершенно ясным, какое
количество угля требовалось, чтобы удовлетворить растущие запросы
металлургии. То же самое можно сказать и о добыче железных руд.
Огромное влияние на горное дело оказала паровая машина.
Появление и применение ее привело к крупным сдвигам во всех звеньях горной
техники, начиная от разведки полезных ископаемых и кончая их
обогащением. Следует отметить, что связь техники горного дела с паровой
машиной проявлялась не только в том, что паровая машина
использовалась как двигатель. Ее влияние сказывалось на конструкции
многих машин, которые были созданы в этот период в горной
промышленности (вентиляторы, компрессоры, перфораторы). Во всех этих
машинах господствует принцип возвратного поступательного движения,
т. е. принцип, наиболее полно используемый в поршневой паровой
машине. В различных модификациях горных машин можно найти такие
элементы, как цилиндр, поршень, золотниковая коробка, шатун,
кривошипы.
Совершенно очевидно, что конструкторы того периода, создавая
новые горные механизмы, находились под влиянием поршневой паровой
машины. Паровые машины явились крупнейшим потребителем каменного
угля. Рост паровой энергетики, подобно металлургии, создавая большой
1 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 495.
162
спрос на каменный уголь, стимулировал развитие одной из самых
основных отраслей горного дела — каменноугольной промышленности.
В рассматриваемый период начал интенсивно развиваться
железнодорожный транспорт, предъявлявший все больший и больший спрос
на самые разнообразные продукты горного дела. Большую роль в
развитии горной техники, особенно техники взрывных работ, сыграло
строительство железнодорожных тоннелей. Появление парового перфоратора
связано со строительством Гуздекского тоннеля (в Америке), а появление
пневматических перфораторов — с постройкой Монсенинского тоннеля
в Альпах.
Итак, в результате огромного спроса на продукты горной
промышленности со стороны все более и более расширяющегося машинного
производства благодаря техническим предпосылкам, созданным развитием
металлургии, паровой энергетики, железнодорожного транспорта, горное
дело к 70-м годам XIX в. превратилось в крупнейшую отрасль
капиталистического хозяйства. Оно росло вместе с ростом крупной индустрии.
К 70-м годам XIX в. среднегодовая добыча всей продукции горного дела
во всем мире достигла 225,3 млн. т, тогда как в первые 20 лет XIX в.
она не превышала 17,3 млн. т.
Таблица 4
Динамика роста мировой горной промышленности
Среднегодовая добыча в млн. т
Годы
1801—1820
1821—1840
1841—1850
1851—1860
1861—1870
Каменный
уголь
13,9
28,2
63,7
109,3
187,3
Железная руда
1,8
4,1
9,6
15,0
20,5
Золотая
руда
1,1
1,4
4,4
16,2
14,2
Серебряная
руда
0,3
0,2
0,4
0,5
0,7
Руды
цветных
металлов
0,2
0,4
0,8
1,7
2,6
Всего
17,3
34,4
78,9
142,7
225,3
Из таблицы видно, что характерной особенностью этого периода был
непрерывный рост добычи ископаемого угля. Каменноугольная
промышленность была самой развитой отраслью горного дела. На долю
каменного угля приходилась подавляющая часть добычи полезных
ископаемых. В 1801—1820 гг. доля угля в совокупной продукции горной
промышленности составила 80%, в дальнейшем она продолжала расти, и
к 70-м годам удельный вес угля в мировой добыче полезных ископаемых
достиг 83%.
Доминирующее значение каменноугольной промышленности в
первый период машинного капитализма было далеко не случайным.
В. И. Ленин указывал, что развитие промышленности, дающей
топливо,— необходимое и чрезвычайно характерное условие роста крупной
машинной индустрии1. Каменноугольная промышленность «одна только
в состоянии служить,—писал В. И. Ленин,— прочным базисом для
крупной машинной индустрии. Наличность дешевого топлива, которое бы можно
было получить в любое время в любом количестве за определенную и
малоколеблющуюся цену,—таково требование современной фабрики»2.
Следует отметить, что в начале XIX в. на Англию приходилось 87%
всей мировой добычи угля. Это, безусловно, способствовало появлению
многих важных изобретений в области горной техники именно в этой
1 См. В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 525.
2 Там же, стр. 529.
163
стране. Однако уже с половины 50-х годов XIX в. довольно быстро стала
развиваться горная промышленность Германии и США. К 70-м годам
удельный вес Англии за счет увеличения добычи угля в Германии, США
и отчасти Франции в мировой добыче угля снизился до 52%.
В этот период быстро росла добыча цветных и благородных
металлов. Следует отметить, что Россия, несмотря на общую экономическую
отсталость, по добыче цветных металлов занимала далеко не последнее
место. В первой половине XIX в. Россия заняла первое место по
добыче золота и платины. В 1814 г. на Урале, на Березовском прииске,
а затем и в других районах началась добыча россыпного золота, а с
1830 г. начали разрабатывать россыпное золото в Западной и Восточной
Сибири. Если за 1814—1820 гг. было добыто 184 пуда золота, то в
1831—1840 гг. добыча золота превысила 4328 пудов. Изобретение
русским инженером Л. И. Брусницыным (1786—1857) способа промывки
золотоносных песков позволило значительно поднять
производительность труда в золотопромышленности России. В первой четверти XIX в.
в России началась и разработка платины.
Вслед за разработкой месторождений золота на Урале и в Сибири
в 20—40-х годах XIX в. последовало открытие богатейших россыпей,
а затем и рудных месторождений Калифорнии (1848 г.), Австралии (1851 г.)
и Аляски (1898 г.). Это вызвало колоссальное увеличение добычи золота
во всем мире.
Развитие горной промышленности базировалось на ее техническом
перевооружении. В ней, как и в других отраслях капиталистического
хозяйства, в этот период стали широко вводиться технические
усовершенствования, появляются новые машины, что коренным образом
изменило здесь многие трудовые процессы. Однако главные процессы добычи
полезных ископаемых — зарубка, отбойка и навалка в забое —
основывались на ручном труде.
Технические усовершенствования в области разведки
полезных ископаемых
Развитие горной промышленности требовало освоения новых
месторождений. Для закладки новых шахт были необходимы надежные данные
о наличии полезных ископаемых. В связи с этим повысилась роль
разведочного дела. Возникла необходимость в усовершенствовании методов
разведки, и в первую очередь бурения, как основного способа разведки
полезных ископаемых.
Еще в середине XVIII в. появилось так называемое ударноштанговое
бурение, позволившее решить две насущные проблемы горной техники
того времени: бурить более твердые породы и проходить более глубокие
скважины (до 100 ж, а в исключительных случаях даже до 200 м). Однако
скоро обнаружились недостатки ударноштангового бурения,
заключающиеся в том, что штанги, соединенные в одну колонку, при работе
получали большое напряжение, приводившее к их сгибанию. Стремясь
устранить эти недостатки, горные инженеры предложили ряд
усовершенствований ударноштангового бурения. В 1834 г. немцем Эйнгаузе-
ном были изобретены так называемые раздвижные ножницы, которые
помещались между ударной штангой, оканчивающейся долотом, и
системой штанг, расположенной выше. При бурении ударная штанга наносила
удар по забою скважины. Этот удар не распространялся на вышележащие
штанги. Таким образом, изобретение Эйнгаузена позволило проходить
более глубокие скважины.
164
В 40-х годах XIX в. появились различные варианты свободно
падающих штанг. В 1844 г. в Англии стал применяться свободно падающий
бур Кинда (рис. 71, 72), а в 1848 г.— бур Фабиана. Глубина бурения
достигла двести и более метров. В России при помощи систем со
свободно падающими бурами были пройдены очень глубокие скважины.
В районе г. Подольска была пробурена скважина глубиной в 287 м,
являвшаяся самой глубокой скважиной в то время.
Рис. 71. Свободно
падающий прибор Кинда. Рис- 72- Буровая установка Кинда.
С увеличением глубины разведочных скважин возникла проблема
очищения их от разбуренной породы. В связи с этим наряду с ударно-
штанговым бурением распространилось так называемое канатное
бурение, отличавшееся от последнего тем, что штанга, имеющая на конце
долото, опускалась в скважину на канате, а не на системе жестких
штанг. Долото соединялось с тяжелой ударной штангой квадратного или
круглого сечения. После пробуривания небольшого участка скважины
долото легко поднимали на канате на поверхность, а в скважину
опускали на канате длинное ведро — желонку, которая очищала скважину
от пород. Канатное бурение получило особенно большое применение во
второй половине XIX в.
Однако канатное бурение имело свои отрицательные стороны:
штанга поворачивалась с очень большим трудом. Этот недостаток был
вскоре преодолен введением самоповорачивающихся ударных штанг.
165
В различных странах, в первую очередь в Англии и США, для этой цели
были созданы специальные буровые станки. В 60-х годах в США стали
применяться станки для бурения скважин на глубину более 1000 м.
В начале XIX в. была высказана мысль о возможности очистки
скважины от разбуренной породы путем промывки забоя струей воды. В
Европе практически реализовали эту мысль в 1815 г. Однако лишь в 1855 г.
датчанин Мертенсон изобрел способ бурения мягких пород путем
проходки скважин струей воды. Этот, так называемый датский, способ
разведочного бурения сохраняет свое значение и до настоящего времени. Однако
бурение с промывкой скважин водой или специальным буровым
раствором, связанное с введением в практику бурения обсадных труб, широко
распространилось лишь в конце 70-х годов XIX в.
Усовершенствование техники проходки и крепления
горных выработок. Совершенствование систем разработки
месторождений полезных ископаемых
Строительство большого количества рудников и шахт потребовало
изменения методов проходки горных выработок как вертикальных
(шахтных стволов), так и горизонтальных (штреков, тоннелей, штолен и др.).
Проходка шахтных стволов в условиях достаточно устойчивых пород
при сравнительно слабом притоке воды не вызывала трудностей. Она
осуществлялась при помощи взрывных работ, причем выработки
укреплялись венцовой крепью.
Но при плывунах, а также в условиях трещиноватых пород с
большим притоком воды этими способами проходить горные выработки
было невозможно. С начала XVIII в. для крепления шахтных стволов,
проходимых в плывунах, начали применять забивную деревянную
крепь. В 1861 г. в Рурском бассейне появилась металлическая забивная
крепь.
В 1839 г. во Франции инженер Триже впервые предложил кессонный
метод проходки шахтных стволов, который в 1841 г. был применен при
проходке ствола угольной шахты в водонасыщенных грунтах во
Франции. Кессон представлял собой металлическую трубу диаметром 1,8 м.
вверху которой был установлен шлюзовой аппарат, через который
проходили рабочие, извлекался грунт и доставлялись необходимые
материалы.
С конца 40-х годов метод проходки шахтных стволов, предложенный
Киндом, стал применяться для разведочного бурения. Метод Кинда
был усовершенствован в 1850 г. бельгийским инженером Шадроном,
применившим специальные устройства, позволившие почти полностью
останавливать приток воды в шахту.
Примерно в 50-х годах XIX в. окончательно оформился метод
проходки шахтных стволов в мягких грунтах с большим притоком воды.
Это было по существу ударноштанговое бурение, но воспроизведенное
в большем размере. Штанги, приводившиеся в движение паровой
машиной, оканчивались специальным инструментом с насаженными на него
долотами. Этим инструментом производились удары по забою при
постепенном поворачивании штанг. Буровой инструмент давал возможность
проходить стволы шахт диаметром до 4,5 м. Бурение осложнялось
громоздким оборудованием. Предварительная откачка воды не
производилась. Ударноштанговое бурение с опускной крепью, получившее
развитие в 50—70-х годах, считалось одним из крупнейших
достижений горного дела.
166
Горизонтальные выработки проходились при помощи буровзрывных
работ, которые в своем развитии претерпели большие изменения. Были
изобретены новые виды взрывных веществ, усовершенствованы способы
взрывания, внедрены эффективные средства бурения шпуров. Развитие
военной техники привело к изобретению мощных взрывчатых веществ:
пироксилина и нитроглицерина. Пироксилин был открыт X. Шёнбейном
в 1846 г., а нитроглицерин — А. Собреро в 1847 г. Практически
нитроглицерин начал применяться после того, как русские ученые Н. Н. Зи-
нин и В. Ф. Петрушевский провели начиная с 1854 г. ряд опытов по его
использованию. В 1867 г. А. Нобелем был изобретен динамит. С 70-х годов
XIX в. начал применяться пироксилин.
В 1867 г. на Верхне-Успенском прииске в Забайкалье были
произведены первые опыты по применению нитроглицерина для взрывных работ.
С этого времени новые взрывчатые вещества начали быстро внедряться
в горную промышленность.
Так как применение открытого огня для воспламенения пороховых
зарядов приводило к частым катастрофам в рудниках и шахтах, в 1830 г.
был предложен огнепроводный, или бикфордов, шнур, позволивший
значительно снизить опасность взрывных работ. Однако только изобретение
и внедрение в конце XIX в. электрического взрывания в горном деле
позволило обеспечить безопасность взрывных работ1.
Известно, что на скорость ведения взрывных работ большое влияние
оказывает способ бурения шпуров. Длительное время бурение шпуров
осуществлялось вручную. Первые попытки создания ударных
перфораторов (бурильных молотков) относятся к началу XIX в. Вначале был
создан ударный перфоратор (перфоратор Иордана). Принцип действия его
заключается в следующем: при помощи махового колеса и специальных
защепов поднималась скрепленная с поршнем штанга. Затем под
действием сжимаемой рабочей пружины штанга шла вниз, нанося удар за счет
собственной тяжести и ударной силы пружины. Этот перфоратор
предназначался для бурения шпуров в твердых породах. Для мягких пород
были созданы вращательные перфораторы.
В первой половине XIX в. были созданы перфораторы, приводимые
в действие паром и водой. В 1849 г. впервые такой перфоратор
сконструировал американец Коуч, использовав при этом элементы поршневой
машины. Перфоратор Коуча был очень громоздок. Его можно было
применять лишь при проходке выработок большого сечения, в частности
железнодорожных тоннелей. Кроме того, применение паровых
перфораторов осложняло проветривание выработок, поэтому в 60-х годах они были
заменены пневматическими перфораторами, работавшими при помощи
сжатого воздуха.
Первый пневматический перфоратор был создан в 1857 г.
французским инженером Соммелье. Это был перфоратор ударного типа.
Применение его в 1861 г. увеличило скорость проходки тоннелей более
чем в два раза. Пневматические перфораторы были затем
усовершенствованы при строительстве Сен-Готардского тоннеля. Здесь впервые
начали применяться в большом количестве станки с целым комплектом
перфораторов.
Хотя первые перфораторы для бурения и были изобретены в начале
XIX в., однако в горном деле они долго не получали
распространения. Механизированное бурение шпуров обходилось в два раза дороже
1 Впервые опыты по применению электрического взрывания мин провел в 1812 г.
П. Л. Шиллинг. Но в горном деле этот способ взрывания получил распространение
значительно позже — в конце XIX — начале XX в.
167
ручного труда, и поэтому предприниматели отказывались применять
перфораторы. Успехи в развитии механизированного бурения шпуров
в этот период связаны не с работами в рудниках, а с постройкой
железнодорожных тоннелей. Решающим моментом здесь явилась не
стоимость бурения, а большая скорость проходки.
В рассматриваемый период были усовершенствованы системы
разработок добычи всех полезных ископаемых. Для рудной промышленности
характерным был переход к выемке полезных ископаемых
горизонтальными слоями, обычно снизу вверх. Выемка руды производилась с
помощью буровзрывных работ. В каменноугольной промышленности
разрабатывались преимущественно пологие и наклонные пласты средней
мощности, особенно удобные для выемки.
В начале XIX в. разработка месторождений велась так называемыми
короткими столбами. Столбы угля нарезались при помощи просеков
и печей размером 13,7x13,7 м. Конечно, такая система была
нерациональной, ибо при очистных работах происходили огромные потери
угля (до 60%).
Большое распространение имели также камерные системы, которые
в первой половине XIX в. значительно совершенствуются. Что же касается
крутопадающих пластов угля, то их в XIX в. разрабатывали при помощи
потолкоуступных систем. Однако большого распространения они не
получили, так как разработка мощных пластов угля представляла в то время
большие трудности.
Основной процесс добычи угля — его выемка — в первой половине
XIX в. производился вручную — кайлом и обушком, иногда
использовались буровзрывные работы. В это время делались только первые
попытки механизировать эту наиболее трудоемкую операцию.
Англичанин Мензис еще в XVIII в. спроектировал машину для
подрубки угля. Данные о ее конструкции не сохранились, но,
по-видимому, она приводилась в действие руками рабочего при помощи рычага.
Интересно отметить, что конструкции первых врубовых машин
копировали работу человека в забое. Углеподбойная машина англичанина
Сарта состояла из кайла и поршня с цилиндром, который был закреплев
на специальной тележке. При движении поршня кайло делало
горизонтальный вруб примерно так же, как это делала рука шахтера.
Другая врубовая машина была основана на принципе действия
ударного перфоратора. Врубовая машина ударного типа конструкции
инженера Шрамма была смонтирована на тележке, которая во время
работы закреплялась перед забоем. Этот перфоратор мог перемещаться
вдоль забоя и подаваться вперед. Позже была сделана попытка
использовать для вруба принцип сверления (сверлильная буровая машина
Нейбурга).
Наиболее эффективными оказались врубовые машины, в которых
использовался принцип дисковой пилы. Дисковая врубовая машина была
предложена английским инженером Уорингом. Резание угля
осуществлялось в ней при помощи зубков, насаженных на диск. Эту машину
применяли для производства горизонтальных врубов. Практически дисковая
врубовая машина была освоена в Англии в 1862 г. Лучшей врубовой
машиной в 70-х годах XIX в. была пневматическая машина Винстлея.
Производительность труда при машинной зарубке была в два раза
выше, чем при ручной работе, но дисковая врубовая машина обладала
существенными недостатками: машину трудно было удерживать у груди
забоя, тонкий и широкий диск ее быстро зажимался осаждающимся после
подрубки углем и т. п. Поэтому эти машины широкого распространения
не получили.
168
Механизация подземного транспорта, подъема и водоотлива
В первой половине XIX в. были проведены работы по механизации
транспортировки полезных ископаемых. На многих рудниках и шахтах
стала использоваться канатная откатка, при которой вагонетки
прикреплялись к бесконечно движущемуся канату, укрепленному между двумя
шкивами, один из которых приводился в движение либо лошадью, либо
паровой машиной.
Наиболее интересные изобретения в области транспортировки
полезных ископаемых были сделаны в золотопромышленности. В 1861 г.
Рис. 73. «Песковоз» Лопатина.
(Чертеж из привилегии.)
инженером А. Лопатиным был изобретен так называемый песковоз. Это
был первый ленточный конвейер, предназначаемый для транспортировки
золотосодержащих песков к машинам, а отмытых песков в отвал.
Лопатин широко применял свое изобретение на приисках Восточной Сибири
(рис. 73).
Песковоз Лопатина явился прообразом современного конвейера,
нашедшего самое широкое применение в горной промышленности.
Глубокие сдвиги произошли в технике подъема. Решающую роль
в перевооружении техники подъема сыграла примененная в качестве
двигателя паровая машина. В начале XIX в. на рудниках еще можно
было видеть и паровой насос для откачки воды из шахты, и
гидравлическое колесо для подъема полезных ископаемых. Однако с 20-х годов
XIX в. для подъема начинают широко применяться паровые машины.
Создаются специальные рудничные подъемные установки, приводимые
в действие паровым двигателем.
Одновременно в этот период велись работы по созданию
предохранительных устройств, так называемых шахтных парашютов, которые в
случае обрыва головного каната или отказа в работе тормозов подъемной
машины задерживали падающую клеть.
Увеличивающаяся глубина рудников предъявляла все новые и новые
требования к подъемным машинам и канатам. Применявшиеся ранее
толстые пеньковые канаты и тяжелые цепи не удовлетворяли этим
169
требованиям. Большое значение для развития подъема имело
изобретение немецким горным инженером В. Альбертом (1787—1846)
проволочных рудничных канатов. Впервые альбертовские канаты были
применены в 1834 г. на руднике «Каролина» в Рурском бассейне.
Наиболее острой проблемой, стоявшей перед горной техникой, была
проблема водоотлива. В XIX в. на рудниках для привода поршневых
насосов появилась паровая машина двойного действия, заменившая
пароатмосферную машину. Но и эта машина, хотя и значительно более
экономичная, чем пароатмосферная, была слишком громоздка.
В середине XIX в. осуществляется переход сначала к штанговым
безбалансирным машинам, а затем к паровым насосам прямого дей-
Рис. 74. Схема «водогояа» А. А. Саблукова.
ствия. В этом случае паровая машина при паровом насосе прямого
действия устанавливалась не на поверхности, а в подземной камере. Такая
система водоотлива давала возможность откачивать рудничные воды
более глубоких горизонтов.
Однако поршневые насосы не могли обеспечить достаточной глубины
откачки воды из рудников. Поэтому уже в начале XIX в.
изобретательская мысль работает над созданием совершенно новых средств
водоотлива — центробежного насоса. В 1835 г. русский изобретатель А. А. Саблу-
ков (1783—1857) сконструировал первый центробежный насос-водогон,
правда, сначала несовершенный. В 1838 г. им была создана еще одна
вполне практически применимая конструкция центробежного насоса
(рис. 74).
Над решением этой проблемы работали изобретатели и других стран.
Английский изобретатель Аппольд демонстрировал центробежный насос
своей конструкции на Всемирной Лондонской выставке в 1851 г. и на
Парижской выставке в 1855 г.
Но все эти изобретения не получили широкого применения, так как
паровая машина как двигатель не могла обеспечить необходимую
скорость вращения насоса, в результате чего КПД его был крайне невысок.
Центробежные насосы стали внедряться в практику горного дела лишь
в конце XIX и начале XX в., когда для их привода был применен
электродвигатель.
170
Усовершенствование вентиляции и освещения
горных выработок
Углубление горных выработок и увеличение их протяженности
резко ухудшили рудничную атмосферу: количество углекислоты и метана
-в ней возросло. Это привело к росту числа взрывов в шахтах. Применение
паровой машины в рудниках также вызвало ряд крупных катастроф.
Поэтому проблема проветривания шахт стала очень острой. В XIX в.
для проветривания шахт начинают применяться поршневые
вентиляторы, приводившиеся в действие балансирными паровыми машинами,
конструкция которых напоминала паровую машину. Для увеличения
количества воздуха, подаваемого в шахту, стали увеличивать размер
вентиляторов. У некоторых вентиляторов, получивших широкое
применение в середине XIX в., диаметр поршня доходил до 5,5 м.
Громоздкость и малая эффективность таких вентиляторов заставляли
искать новых решений. Новым средством проветривания явился
центробежный вентилятор. Впервые успешно работавший центробежный
вентилятор был изобретен инженером А. А. Саблуковым в 1832 г. В 1835 г.
этот вентилятор был применен для проветривания Чигирского рудника
на Алтае.
Значительное увеличение глубины шахт и длины горных выработок,
неминуемо сопровождающееся увеличением выделения легко
воспламеняющихся газов, полностью исключало применение для подземного
освещения открытого огня: факелов, свечей, ламп. Проблему освещения
в шахтах решило изобретение взрывобезопасной лампы, которую в 1815 г.
изобрел английский химик Г. Дэви (1778—1829). Лампа Г. Дэви состояла
из резервуара, наполненного маслом, и горелки, прикрытой колпаком
из металлической сетки. Принцип, положенный в основу конструкции
лампы Дэви, заключался в охлаждении металлической сеткой продуктов
горения газа, образующихся внутри лампы, до такой температуры, при
которой воспламенение взрывчатой смеси за пределами лампы становится
невозможным.
Широкое распространение лампы Дэви резко ухудшило условия
труда рабочих. Шахтовладельцы, решив, что лампа Дэви является
достаточной гарантией безопасности от взрывов, перестали обращать
внимание на проветривание шахт. В результате шахтерам приходилось
работать в крайне тяжелых условиях.
Новые методы обогащения полезных ископаемых
В этот период происходят поиски новых методов обогащения полез-
вых ископаемых.
В России была сильно развита добыча золота и серебра. Это
способствовало разработке русскими инженерами и учеными новых методов
вторичного извлечения благородных металлов из горной породы.
В России была проделана большая работа по конструированию
машин и механизмов для промывки песков россыпных месторождений
золота. Больших достижений в этом добились инженеры Л. И. Брусни-
цын (1814), И. И. Варвинский (1836), П. П. Аносов (1840) и др. П. П.
Аносов изобрел оригинальную машину для промывки золотосодержащих
песков и предложил новый способ извлечения золота путем переплавки
песка в золотистый чугун с последующим растворением чугуна в серной
кислоте.
Крупнейшее значение для дальнейшего развития
золотопромышленности имело открытие русского ученого П. Р. Багратиона, опубликовав-
171
шего в 1843 г. работу, посвященную изучению условий растворения золота
и серебра при цианистом процессе. Этот процесс, как известно, составляет
основу современной гидрометаллургии золота. П. Р. Багратион опытным
путем доказал, что металлическое золото, серебро и медь хорошо
растворяются в водных растворах щелочных цианидов и в значительно
меньшей степени в растворах железистосинеродистой соли. В ходе
исследований он определил необходимые условия для ускорения всего
процесса.
После Багратиона этот вопрос изучали Е. Евреинов (1843), Л. Эльс-
нер (1846), М. Фарадей (1856) и др.
Наиболее интересные работы были проведены в области изучения
свойств платины и создания новых методов ее извлечения. Русский
ученый А. А. Мусин-Пушкин (1760—1805) разработал и ввел новые методы
аффинажа1 и обработки платины, подготовил необходимые условия для
развития технологии получения платины. Схема аффинажа платиновых
металлов основывалась на растворении сырой (шлаковой) платины в
«царской водке» и на последовательном осаждении из раствора нашатырем
сначала платины, а затем иридия. Другим крупным достижением,
определившим дальнейшее развитие аффинажа платины, явились начатые
в 1840 г. исследования русского ученого К. К. Клауса (1796—
1864), который основное внимание уделял химии и аффинажу иридия,
осьмия, радия и рутения2.
В итоге к середине XIX в. сложилась довольно эффективная схема
технологических процессов механического обогащения серебряных,
золотых, свинцовых, оловянных и медных руд. Большое значение в
технологии обогащения придавалось гравитационным методам,
осуществляемым при помощи поршневых отсадочных машин.
1 Аффинаж — металлургический процесс получения благородных металлов-
высокой степени чистоты путем отделения примесей.
2 Рутений был открыт К. К. Клаусом.
ГЛАВА XI
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Щ ¦ Влияние крупной машинной индустрии
Я на технику сельского хозяйства
^^ 80-х годов XVIII в. в капиталистических странах, и в первую
HL очередь в Англии, происходит весьма интенсивное развитие
всех отраслей сельского хозяйства. Развитие фабричной системы, рост
городов и городского населения, начавшийся со второй половины XVIII в.,
чрезвычайно расширили внутренний рынок стран, вступивших на путь
капитализма. Спрос на продукты питания и на сельскохозяйственное
сырье, необходимое для обрабатывающей промышленности, необычайно
возрос.
Вовлекая сельское хозяйство в сферу развернутых товарно-денежных
отношений, развивающийся капитализм способствовал прогрессу методов
земледелия. Именно в это время начали складываться основные приемы
агротехники, связанные с применением сельскохозяйственных машин,
делаются первые опыты использования в сельском хозяйстве достижений
агрономии, химии и других наук. В эту эпоху значительно увеличилось
количество вносимых в почву удобрений, началось создание более
продуктивных сортов высеваемых культур.
Изменилась сама система земледелия. На смену паровой системе
в ряде стран пришла плодопеременная система земледелия, сущность
которой заключается в том, что в севообороте нет свободных паровых
земель, а на всей земле последовательно из года в год происходит
смена культур.
«На место самого рутинного и самого нерационального ведения
дела,— писал К. Маркс,— выступает сознательное технологическое
применение науки»1.
Первые сельскохозяйственные машины появились в Англии. Англия
была, как известно, страной наиболее раннего развития машинной
техники. Кроме того, с конца XVIII в. английская деревня, 70% крестьян
из которой переселилось в города, была не в состоянии удовлетворить
ни потребностей городских рынков в продуктах питания, ни
потребностей перерабатывающей промышленности в сельскохозяйственном сырье.
Продовольственная проблема обострилась из-за предпринятой
Наполеоном в начале XIX в. континентальной блокады, сильно затруднявшей
доступ продовольствия в Англию извне. Все это способствовало
появлению машин в английском сельском хозяйстве.
В США обработка обширных малонаселенных земельных пространств
была возможна только при условии применения машин. Недостаток
1 Я*. Маркс, Капитал, т. I, стр. 508.
173
рабочих рук заставил искать замены их механизмами. Вот почему уже
в конце XVIII в. в США начали появляться изобретения в области
сельскохозяйственной техники, а также проводилась большая работа па
усовершенствованию машин английских конструкций.
Во Франции, Италии, Дании, Швеции, Голландии машины в
сельском хозяйстве начали распространяться главным образом во второй
четверти XIX в. В Германии машины в сельском хозяйстве появились
после революции 1848 г. В России земледельческие машины получили
относительно широкое применение лишь к концу XIX в.
Сельскохозяйственные машины в основном можно разделить на
четыре главных типа: 1) машины для обработки земли (плуги, бороны); 2)
машины для посева (сеялки всех родов); 3) машины для уборки зерновых
культур (жатвенные машины) и 4) машины для обработки злаков (молотилки,
веялки, сортировки). Ниже мы остановимся на рассмотрении эволюции
только этих видов сельскохозяйственных машин.
Механизация обработки земли. Эволюция плуга
Основным почвообрабатывающим орудием в рассматриваемую эпоху
являлся плуг.
В начале XVIII в. в Англии и в других европейских странах был
распространен деревянный однолемешный конный плуг, изобретенный еще
в конце XVII в. в Голландии. Он состоял из четырех основных частей:
лемеха, отрезающего пласт земли в горизонтальной плоскости, отвала,
оборачивающего и разрыхляющего пласт, подошвы, служащей опорой
плугу и грядильни или дышла, за которую плуг приводился в движение
тягловой силой. Все части плуга, кроме лемеха, были деревянными.
Глубина запашки плуга не превышала 10 см.
Такой плуг мог примецяться лишь на небольших земельных участках.
Сравнительно крупное английское фермерское хозяйство он не
удовлетворял. При обработке больших участков земли деревянные части плуга
очень быстро изнашивались. Поэтому основной задачей его
усовершенствования было стремление найти такой материал, который обеспечил бы
более длительный срок работы орудия.
В 30-х годах XVIII в. в Шотландии появился плуг (изобретатель
его неизвестен), у которого наиболее изнашивающиеся части —лемех и
отвал — были целиком из железа. Некоторое время в Англии, а потом и
в США были распространены так называемые железные плуги. Однака
они не отличались большой прочностью, а их лемех быстро изнашивался.
В 1803 г. англичанин Роберт Рансон сделал цельный плуг из чугуна.
Хотя это повысило его прочность, однако чугунный плуг был пригоден
лишь для вспашки чернозема. При обработке глинистой почвы он увязал,
а по песку скользил. Поэтому плуг Рансона не получил большого
распространения.
В 1819 г. американский фермер П. Вуд сконструировал чугунный
плуг оригинального типа. Этот плуг производился из чугуна, причем
все его части изготовлялись отдельно. По мере изнашивания отдельных
частей их можно было заменять другими. Однако чугунные плуги
обладали некоторыми существенными недостатками: лемехи при обработке
рыхлой земли скоро притуплялись, а в каменистой, твердой почве чугун
быстро ломался.
В 1833 г. кузнец Джон Лен из Чикаго в лемех деревянного плуга
вделал острое стальное лезвие в чугунной оправе. Это был первый ша?
к изготовлению цельного стального плуга.
174
В том же 1833 г. в США кузнец Джон Дир создал первый
цельностальной плуг. Вначале плуги изготовлялись из так называемой пильной стали-
считавшейся наиболее прочной, но затем, в 1868 г., американец Вильям
Морисон получил специальную плужную сталь, из которой и начали
производиться плуги.
Наряду с поисками нового материала для изготовления плуга шла
работа над усовершенствованием его конструкции. Уже к 30-м годам XIX в.
была выработана наиболее целесообразная конструкция плуга. В
зависимости от назначения начали изготовлять специальные плуги одно-
и многолемешные, окучники, почвоуглубители, культиваторы и т. д. Все
это позволило достигнуть более глубокой пахоты, доходящей до 30 см.
Рис. 75. Паровой плуг.
наилучшего перевертывания и крошения пласта земли, а также
значительно увеличить пространство, обрабатываемое плугом.
Последний этап эволюции плуга был связан с применением паровой
машины как тягловой силы. Мысль об использовании паровой машины
в сельском хозяйстве зародилась в конце XVIII в. Еще Джемс Уатт
делал опыты в этом направлении. Однако в практику сельского
хозяйства паровая машина вошла лишь к 60-м годам XIX в.
В 1855 г. английские фермеры Фаулер и Говард выработали
наиболее подходящее сочетание паровой машины и плуга. Это позволило
создать плуг весьма совершенной конструкции. Глубина запашки
паровым плугом доходила до 48 см. Средний урожай пшеницы на участках,
где применялся паровой плуг, повысился на 24%. Паровой плуг
вспахивал от 2 до 9 десятин в день, тогда как конный четырехлемешный
плуг — не больше 1,5—2 десятин. К 80-м годам XIX в. паровой плуг
стали широко использовать в крупных помещичьих и капиталистических
земледельческих хозяйствах.
К 70-м годам XIX в. в сельском хозяйстве различных стран имелись
плуги самых разнообразных конструкций. В каждой стране, в
зависимости от климата, почвы, социально-экономических условий, уровня
развития машиностроения, вырабатывались и применялись самые
различные виды плугов, приспособленные к специфическим условиям данной
страны.
В России работа над усовершенствованием плуга началась еще в
конце XVIII в. Вольное экономическое общество дважды, в 1773 и в 1791 гг.,
объявляло конкурс на создание лучшего плуга. В начале XIX в. в нашей
стране были особенно распространены передковые плуги конструкции
мастеров Лукьяна Рудницкого, Трофима Петренко и беспередковый плуг
175
Ивана Кургана. В 50-х годах русский инженер Э. П. Шуман
сконструировал значительно улучшенный так называемый южнорусский
цельнометаллический плуг. Интересной деталью этого плуга был широкий
полувинтовой отвал. Отвал и лемех изготовлялись из чугуна. Плуг имел также
удобную регулировку глубины пахоты в пределах от 10 до 20 см.
Вплоть до 70-х годов шло усовершенствование русского плуга.
К этому времени появляется так называемый новороссийский плуг,
получивший широкое распространение по всей России, особенно в степной ее
полосе. У новороссийского плуга имелись широкие полувинтовые и
комбинированные отвалы, что обеспечивало его применение на тяжелых,
сильно задерненных и высохших почвах. Глубина пахоты плуга доходила
до 18 см, для работы на нем требовалось 2—3 лошади или 2 пары волов.
С 50-х годов XIX в. в России появились многочисленные разновидности
беспередковых плугов, а также различные типы почвоуглубителей.
Механизация процесса сева
Долгое время сеяние было самым маломеханизированным процессом
в сельском хозяйстве. В Европе до половины XVIII в. посев производился
почти исключительно вручную1.
Первые попытки механизировать сев в Европе относятся к XVII в.
Однако в Англии вопрос о механизации сева был серьезно поставлен лишь
в 30-х годах XVIII в., когда известный деятель в области английского
сельского хозяйства Джетро Тулль стал пропагандировать рядовую
культуру. При этом способе земледелия зерно засевается правильными рядами,
на одинаковом расстоянии одно от другого и на определенной глубине.
Рядовая культура требовала создания специальной сеялки. Д. Тулль
создал ее, превратив обыкновенную сеялку в многолемешную, состоящую
из двух частей: цилиндра с отверстиями, куда помещались зерна, и двух
сошников, идущих один за другим. Покрытие зерен землею производилось
следующей бороной.
Однако наибольшее практическое применение получила сеялка,
изобретенная англичанином Куком в 1785 г. Она состояла из трех
механизмов: проводящего бороздки, выбрасывающего семена и заполняющего
бороздки землей. Эта сеялка, претерпев некоторые изменения и
усовершенствования, связанные с именами многих изобретателей, в конце концов
превратилась в работоспособную рядовую сеялку. Она получила очень
широкое распространение.
Примерно к 50-м годам XIX в. рядовые сеялки стали производиться
в США. В крупных капиталистических и помещичьих хозяйствах
использование рядовой сеялки оказалось весьма выгодным, но для небольших
хозяйств она была чрезмерно дорогой.
В нашей стране имелись сеялки отечественных конструкций.
Широкое распространение, например, получила рядовая сеялка, изобретенная
агрономом Ф. Майером, разбросная сеялка с щеточным высевающим
аппаратом конструкции агронома И. Ф. Гриневецкого и ряд других.
В 50-х годах XIX в. большое распространение в Европе получили
так называемые гнездовые сеялки. Они высевали семена в почву кучками,
1 Следует отметить, что люди на протяжении столетий пытались облегчить этот
трудоемкий процесс. Так, в Древнем Китае (VI в. до н. э.) применялось, например,
механическое приспособление для посева. Оно представляло собой деревянный станок
на двух полозьях, который везли по полю. На станке имелся деревянный стержень,
проводивший борозду, в которую рукой насыпались семена; грядка заделывалась
деревянной палкой.
176
или гнездами, причем каждое гнездо находилось на равном расстоянии
друг от друга по всем направлениям. В отличие от рядовых гнездовые
сеялки выбрасывали зерна не непрерывно, а через известные промежутки.
К 70-м годам XIX в. процесс посева осуществлялся при помощи
машин-сеялок весьма разнообразных конструкций. Сеялки обычно
приводились в движение лошадьми, однако в конце XIX в. в крупных
хозяйствах Европы и Америки стали применяться сеялки с паровым двигателем
(сеялки Фаулера).
Механизация процесса уборки зерновых.
Жатвенные машины
С древнейших времен и вплоть до начала XX в. для уборки
урожая применялись серп и коса. В ряде стран эти орудия используются
и сейчас1. vuttt *,
Впервые жатвенные машины начали появляться в конце avj.ii в.
в Англии и США. Они имели режущий аппарат в виде вращающегося
диска. Большого распространения эти механизмы, впрочем, не получили
Рис. 76. Жатвенная машина Хуссея.
из-за своего технического несовершенства. В 1822 г. англичанин Генри
Огль построил модель жатвенной машины, режущий аппарат которой
был основан на совершенно новом принципе: вместо диска изобретатель
предложил раму, на которой помещалась железная полоса с зубьями.
Внизу под этими зубьями находился острый нож, который двигался взад
и вперед и срезал стебель злака, когда он находился между зубьями.
В этой машине впервые был применен принцип ножниц, принятый во
многих современных жнеях.
В 1826 г шотландец Белль изобрел жнею, с появлением которой
земледелие получило достаточно пригодную для уборки урожая машину.
Режущий аппарат у машины Белля состоял из 12 специальных
приспособлений-ножниц, действующих друг около друга. Жнея приводилась
в движение лошадьми, толкавшими ее сзади. Машины Белля неоднократно
получали премии на международных выставках за свои ценные
технические качества. До конца XIX в. они оставались основными жатвенными
1 Правда, в I в. до н. э. римский ученый Плиний описывает жатвенную машину,
которая 6PyZ бы применялась на полях древней Галлии. Но это изобретение видимо,
былсГ забыто, так как в средние века жатва производилась исключительно вручную.
177
машинами в Англии. В США также велись работы по изобретению
жатвенных машин. В 1863 г. Обэд Хуссей создал жатвенную машину с
оригинальным режущим аппаратом (рис. 76).
В 50-х годах XIX в. была разработана конструкция вполне
работоспособной жатвенной машины, принцип действия которой весьма близок
к современным жаткам. В 70-х годах XIX в. жнейки были снабжены
аппаратом для завязывания снопов.
Жатвенные машины получили большое распространение и в Европе
и в Америке. К 1870 г. в США применялось около 50 тыс. жаток. К
началу XX в. заводы жатвенных машин в Чикаго выпустили 5 млн. жаток,
которые экспортировались во все страны мира.
Русские изобретатели предложили немало оригинальных
конструкций жаток. Довольно широкое применение в начале 50-х годов имела
пароконная жатка конструкции механиков Каугерта и Языкова,
созданная в 1847 г. Она имела режущий аппарат по типу Хуссея с
пилообразной ноя^евой полосой и прямолинейным возвратно-поступательным
движением. Такие жатки изготовлялись в довольно больших количествах
в мастерских Вольного экономического общества в Петербурге. Однако
Россия, не имея своих заводов сельскохозяйственного машиностроения,
не могла в полной мере наладить производство отечественных жатвенных
машин.
Применение машин для молотьбы
Первые попытки создания механизмов для вымолачивания зерен
относятся ко второй половине XVIII в. Европейские и американские
инженеры и техники в этот период сконструировали множество
приспособлений для механической молотьбы. Молотильная машина является
поистине интернациональным изобретением. Ее появлению предшествовало
множество неудачных опытов, и только в 1785 г. шотландцу Мейклю
удалось разработать практически пригодную конструкцию молотилки с
барабаном, снабженным билами1. Эта молотилка является прообразом
современных молотилок с билами. Рабочий механизм молотилки состоял из
двух небольших рифленных и желобчатых деревянных, сверху покрытых
жестью валиков, которые, двигаясь в противоположных направлениях,
захватывали подаваемые им колосья, протягивали их между собой и
выдавливали часть зерен, а затем вместе с соломой передавали колосья
барабану. На вращающемся барабане помещались четыре деревянных,
покрытых жестью трехгранных била с острыми краями, забиравшие
подаваемые им валиками колосья. Вилы окончательно выколачивали зерна из
колосьев.
В конце XVIII в. молотилки появляются и в США. В 50-х годах
в Америке широкое распространение получили молотилки изобретателя
Тернера. В отличие от шотландской системы в американских молотилках
зерна не выколачивались, а вычесывались. Зубья в них располагались
таким образом, чтобы колос проходил через них при движении
молотилки, как через гребень.
Молотилки шотландской или американской системы до начала XX в.
конструктивно почти не менялись. Сначала молотилки приводились
в движение вручную или силой животных, затем, в 60-х годах XIX в.,
стала внедряться паровая молотьба.
1 Билы (иди бичи) — трехгранные (деревянные, чугунные или стальные) планки,
насаженные на рабочую часть молотилки — барабан. Их назначение — мять и бить
солому, в результате чего зерно высыпается из колоса.
178
В России было разработано несколько конструкций молотилок
оригинальных систем. Особенно интересна с технической точки зрения
четырехконная молотилка с зубовым барабаном, изобретенная механиком
Михаилом Гвоздковым в 40-х годах XIX в. Однако широкого
распространения в сельском хозяйстве России молотилки не получили.
* #
Развитие техники земледелия при капитализме подчинено некоторым
специфическим законам, вытекающим из общих закономерностей
развития кариталистического способа производства.
При капитализме сельское хозяйство всегда отстает от
промышленности по уровню производительных сил. Ленин писал: «Земледелие
отстает в своем развитии от промышленности — явление, свойственное
всем капиталистическим странам и составляющее одну из наиболее
глубоких причин нарушения пропорциональности между разными
отраслями народного хозяйства, кризисов и дороговизны»1.
Это объясняется тем, что, несмотря на процесс концентрации
земельной собственности, весьма интенсивно протекавший в рассматриваемый
нами период, численно преобладающей формой хозяйства в земледелии
оставалось мелкое хозяйство. Капитализм органически не может
уничтожить целиком мелкое землевладение. Разоряя мелкое
крестьянское хозяйство, крупный капитал в то же время вынужден сохранять его,
чтобы иметь постоянно источник дешевой рабочей силы. Таким образом,
капиталистическое земледелие, по выражению Маркса, вращается в
порочном кругу концентрации и раздробления.
По оснащению машинной техникой сельское хозяйство при
капитализме неизбежно отстает от промышленности. Внедрение машинной
техники в сельскохозяйственное производство происходит значительно
медленнее, чем в промышленности. Если паровой двигатель дал возможность
произвести коренные технические преобразования в промышленности, то
в сельском хозяйстве он нашел широкое применение только в виде
паровой молотилки. Крупные капиталистические сельскохозяйственные
предприятия применяют новейшую машинную технику в больших
масштабах. Однако мелкий сельскохозяйственный производитель не в
состоянии на ограниченном земельном отрезке использовать какие-либо
технические нововведения и покупать дорогостоящие
сельскохозяйственные машины. Наличие огромного числа мелких хозяйств приводит
к тому, что нигде при капитализме не сохраняется столько
первобытных приемов труда, как в земледелии. Машинная техника здесь
существует наряду с ручной, и по временам даже ручная техника имеет
тенденцию к более широкому распространению.
Широкое внедрение машин в капиталистическом сельском хозяйстве
задерживается также вследствие наличия дешевой рабочей силы,
неиссякаемый источник которой представляет собой постоянно разоряющееся
мелкотоварное крестьянское хозяйство.
В силу всех этих особенностей машинная техника проникала в
сельское хозяйство гораздо медленнее, чем в промышленность, и сфера
ее распространения была ограничена лишь крупными
сельскохозяйственными капиталистическими предприятиями. К 70-м годам XIX в.
сельское хозяйство основных капиталистических стран по уровню
вооружения машинной техникой далеко отставало от капиталистической
промышленности.
1 В. И. Ленин, Соч., т. 22, стр. 81.
179
ГЛАВА XII
РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ ТРАНСПОРТА
¦ Противоречие между развитием машинной индустрии
Н и старыми средствами транспорта
Н ранспорт и другие технические средства связи между
¦i людьми являются важнейшими условиями всякого
производственного процесса. К. Маркс указывал, что «кроме добывающей
промышленности, земледелия и обрабатывающей промышленности существует
еще четвертая отрасль материального производства, которая в своем
развитии тоже проходит различные ступени производства: ремесленную,
мануфактурную и машинную. Это — транспортная промышленность,
все равно, перевозит ли она людей или товары»1.
Эпоха промышленной революции в основных отраслях
капиталистического хозяйства была в то же время и периодом технической
революции в средствах транспорта. «...Революция в способе производства
промышленности и земледелия,— писал К. Маркс,— сделала необходимой
революцию в общих условиях общественно-производственного процесса,
т. е. в средствах сношений и транспорта»2.
Особенно важное значение транспорт приобретает с развитием
крупной машинной индустрии, которая всегда нуждается в расширении как
внутреннего, так и внешнего рынков. Создание всемирного рынка,
вызванное колоссальным развитием торговли, потребовало массовой и по
возможности быстрой переброски сырья и гбтовых изделий на большие
расстояния.
Крупная машинная индустрия, кроме того, вызывает передвижение
населения. Увеличение спроса на рабочих настолько возрастает, что
«переход рабочих с одного заведения на другое, из одного конца страны
в другой становится необходимостью. Крупная машинная индустрия
создает ряд новых индустриальных центров, которые с невиданной раньше
быстротой возникают иногда в незаселенных местностях,— явление,
которое было бы невозможно без массовых передвижений рабочих»3.
С развитием машинной индустрии чрезвычайно усилилась
всесторонняя связь, всесторонняя зависимость различных отраслей
капиталистического хозяйства друг от друга. Осуществлять эту связь посредством
примитивной транспортной техники было чрезвычайно трудно. Средства
транспорта, завещанные мануфактурным периодом, превратились, по
выражению К. Маркса, «в невыносимые путы для крупной
промышленности с ее лихорадочным темпом производства, ее массовыми размерами,
1 К. Маркс, Теории прибавочной стоимости (IV том «Капитала»), ч. I, M., 1955,
«стр. 397.
2 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 390.
3 В. И. Ленин, Соч., т. 3, стр. 549.
180
с ее постоянным перебрасыванием масс капитала и рабочих из одной
сферы производства в другую и с созданными ею мировыми рыночными
связями»1.
Крупная машинная индустрия в начале XIX в. не только поставила
новые требования перед транспортом, она в то же время подготовила
материально-технические предпосылки для его перевооружения.
Достижения металлургии и машиностроения, паровой энергетики и других
отраслей промышленности сыграли решающую роль в развитии
железнодорожного и парового водного транспорта.
Изобретение парового двигателя оказало решающее влияние на
техническое перевооружение всей транспортной системы. Паровой
сухопутный и водный транспорт привел средства сообщения в соответствие
с машинным способом производства. Таким образом, противоречие
между машинной промышленностью и средствами транспорта в период
с 20-х до 70-х годов XIX столетия было ликвидировано.
Характеризуя этот процесс, К. Маркс говорил: «...средства
сообщений и перевозки были мало-помалу приспособлены к способу
производства крупной промышленности посредством целой системы речных
пароходов, железных дорог, океанских пароходов и телеграфов»2.
Создание парового железнодорожного и водного транспорта явилось
основным содержанием технического переворота в транспортной системе
первой половины XIX в.
Возникновение чугунно-конных дорог
Развитие железнодорожного транспорта происходило по трем
основным направлениям. В этот период шло возникновение и распространение
рельсовых путей, происходило изменение способа тяги, а также развитие
специально приспособленных для рельсового пути вагонов.
Идея рельсового пути, как известно, нашла себе применение в
горном деле еще в XVI в. На рудниках в это время применялись
примитивные деревянные рельсы, по которым двигались вагонетки с рудой. Затем
начинают развиваться подъездные рельсовые пути для перевозок грузов
внутри отдельных промышленных предприятий. Сначала рельсы были
деревянные, затем постепенно их стали покрывать сверху чугунными
пластинами или обивать железом. Первые чугунные рельсы появляются
в Англии на горных предприятиях в конце 60-х годов XVIII в. Но эти
рельсы были хрупки и быстро изнашивались. После изобретения
метода пудлингования, т. е. когда железо стало довольно дешево, стали
распространяться железные рельсы. Рельсы из ковкого железа впервые
применил в Англии инженер Никсон в 1803 г. Уже в 1820 г. в Англии
было прочно освоено производство железных рельсов.
Повозки-вагонетки, которые двигались по рельсам на горных
предприятиях, вначале представляли собой обыкновенные ящики на колесах.
В 1786 г. ирландец Ричард Ловелл Эджуорт предложил использовать
для перевозки грузов целые составы ящиков. Так возникли вагонетки.
К началу XIX в. они применялись в горной промышленности повсеместно.
Сначала вагонетки откатывались по горным выработкам на
поверхность вручную, затем перешли к конной тяге. Применение лошадей стало
особенно выгодно при использовании составов вагонеток. Постепенно
появляются так называемые конно-чугунные дороги.
1 К. Маркс, Капитал, т. I, стр. 390.
2 Там же.
181
Первая конно-чугунная дорога для общего пользования была открыта
в Англии в графстве Сэрри (близ Лондона). Протяжение этой дороги
составляло 40 км. Одна лошадь по специально устроенному чугунному
рельсовому пути везла состав из трех вагонов общим весом в 9,2 т.
В России конно-чугунные дороги стали создаваться в начале XIX в.
В этой области Россия опередила другие страны, за исключением Англии.
В России были замечательные строители первых конно-чугунных дорог,
среди которых прежде всего следует назвать Петра Кузьмича
Фролова (1775-1839).
Построенная в 1810 г. Фроловым Змеиногорская дорога на Алтае
протяженностью в 2 км заменяла гужевую повинность более 500
приписных крестьян. Фролов предложил и разработал очень смелый для своего
времени проект постройки конно-чугунной дороги протяженностью около
150 км. Однако в условиях царской России проекты Фролова не могли
быть осуществлены.
Конно-чугунная дорога не могла полностью решить проблему
транспорта, так как лошадиная тяга не обеспечивала достаточную скорость
движения и грузоподъемность. Нуя^ен был новый двигатель. Внимание
изобретателей в области транспорта привлек универсальный паровой
двигатель.
Изобретение паровоза. Развитие железнодорожного транспорта
Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в
XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к
обыкновенным повозкам или телегам. Паровые повозки были рассчитаны на
движение по прямой дороге без рельсов.
Рис. 77. Паровая повозка Коньо,
В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую
повозку. Эта машина работала всего 12—15 минут. В 1769 г. (или в 1770)
Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили
по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.
В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку,
однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.
В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мердок, ученик и помощник
Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего
учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать
практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.
182
Вообще до конца XVIII в. попытки использовать силу пара для
целей передвижения не увенчались успехом. И дело было не только в том,
что в то время технически было нельзя решить эту проблему. Внедрению
пара на транспорт очень мешало косное, предвзятое отношение большей
части едва вышедшего из недр феодализма общества к самой идее
искусственно увеличить скорость передвижения человека. С точки зрения
церковной морали это казалось «греховным». Изобретатели пытались внести
некоторые «улучшения» и «исправления» в «божественный промысел»,
который определил человеку ходить на двух ногах или в крайнем случае
прибегать к услугам лошадей. Всякий другой способ передвижения
рассматривался церковниками как
«нечестивая попытка улучшить творение
творца». Люди, занимавшиеся таким
предосудительным делом, объявлялись
пособниками дьявола. Если учесть, что
церковь пользовалась огромным
влиянием в Англии и до известной
степени формировала общественное мнение,
то станет ясно, что техникам и
механикам, посягавшим вместе с «врагом
рода человеческого» на
«божественное установление», приходилось
очень тяжело в «благочестивом»
английском обществе конца XVIII в.
Уильям Мердок претерпел
немало гонений от своих сограждан. Он
построил небольшую трехколесную
тележку и однажды ночью испытывал
ее на одной из малопроезжих дорог
близ города. Когда вода в котле
паровой машины закипела, тележка
неожиданно для изобретателя одна
понеслась по дороге, причем развила
такую скорость, что изобретатель был Иосиф Божек.
не в состоянии ее догнать. В это
время по улице проходил местный священник. Увидев несущийся навстречу
ому светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что видит
перед собой самого дьявола. Он поднял крик, на который сбежался
народ. Подошедший изобретатель пытался разъяснить тайну своего
«черта», но никто его не слушал. Тележку немедленно разломали, а
создатель ее едва спасся бегством от разъяренной толпы. С этих пор за Мердо-
ком прочно укрепилась репутация человека, знающегося с нечистой
•силой. Всякий богобоязненный невежда считал своим долгом из всех сил
вредить Мердоку. Не раз сограждане ломали его модели машин, мешали
проводить опыты, восстанавливали против него друзей, отпугивали от
изобретателя почти всех знакомых. Подобная же судьба постигла и
других изобретателей.
Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво
требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во
многих странах велись работы над усовершенствованием так
называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.
Интересные опыты провел чешский механик И. Божек (1782—1832).
В 1815 г. он построил паровую тележку, которая была с успехом
испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не
дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще
183
проблема создания парового автомобиля так и не была решена.
Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.
Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив,
двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания
железнодорожного транспорта имели работы
шотландского инженера и механика
Ричарда Тревитика (1771—1833),
который первым пришел к идее
применения паровых локомотивов на
специально устроенных рельсовых путях.
В 1803 г. Тревитик сконструировал
паровоз для рельсового пути, а в феврале
1804 г. провел первое его испытание
(рис. 78).
Это важное событие в истории
транспортной техники описывалось
в одной английской газете:
«Позавчера состоялось долго ожидавшееся
испытание новоизобретенной паровой
машины мистера Тревитика...
Испытание превзошло, к всеобщему
изумлению, все, что ожидали от него наиболее
ярые сторонники. В данном случае...
машина была употреблена для
перевозки до 10 тонн полосового железа
на расстояние свыше 9 миль; необхо-
т димо при этом отметить, что тяжесть
Ричард Тревитик. ^ л п л с
F F груза быстро возросла с 10 до 15 тонн
благодаря не менее 70 человекам,
взобравшимся на повозки. Подталкиваемые непобедимым любопытством,
они жаждали прокатиться, пользуясь первым успехом талантов изобре-
Рис, 78. Паровоз Тревитика.
тателя... Машина совершила свое путешествие без пополнения котла
водой и свободно передвигалась со скоростью 5 миль в час...»
184
Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости,
причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом
около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом
в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр.
Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при
помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы
облегчить прохождение шатуна через
мертвые точки, Тревитик применил
маховое колесо. Весил паровоз 6 77г. Его
котел имел цилиндрическую форму и
обратную жаровую трубу, причем топка
была устроена в передней части паровоза.
Большим затруднением при опытах
с первым паровозом явилось то, что
путь, состоявший из хрупких чугунных
рельсов, был не приспособлен для
передвижения столь тяжелого локомотива.
Поэтому происходили частые задержки
из-за ломки рельсов. В конце концов
этот паровоз был снят с рельсов и
использован как стационарная машина.
Через три года упорной работы
над усовершенствованием паровоза и
рельсового пути Тревитик построил
первую в мире опытную кольцевую
дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель
ставил своей целью популяризировать
свое изобретение, для того чтобы
добиться финансовой поддержки. Джордж Стефенсон.
Современные Тревитику газеты
так описывали эту железную дорогу:
«Наиболее удивительная машина, которая когда-либо была изобретена,
представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную
таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи
будет мчаться галопом по кругу со скоростью 15—20 миль в час. Она
весит 8 тонн и на ближайших скачках в Нью-Маркете будет
состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, дав старт
одновременно с ними...»
Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования
небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских
скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему
вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули
рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку
дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и
поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден
прекратить работу по созданию новых локомотивов.
Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие
изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма
разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения
в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей,
братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.
В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж
Стефенсон (1781—1848), который в основном и решил проблему создания
парового железнодорожного транспорта. Стефенсон вышел из рабочей
среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ньюкастла —
185
центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон
провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством
он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с
учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.
Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя
Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции
многие черты паровозов предыдущих изобретателей. Первый паровоз Сте-
«фенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал
малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные
остановки работы). В дальнейшем
Стефенсон продолжал
работу над
совершенствованием конструкции своего
паровоза. До 1825 г. он
построил около 16 различных
паровозов, упорно
добиваясь наиболее
приемлемой конструкции. Много
внимания Стефенсон
уделял совершенствованию
рельсового пути.
До 1825 г. паровозы
,г[| использовались главным
1Ш образом на маленьких
частных дорогах, обычно
обслуживающих нужды
рудников или фабричных
предприятий. Появление
более совершенных
конструкций паровозов
стимулировало строительство
новых железнодорожных
линий. В 1818 г. была
построена
железнодорожная линия
протяженностью в 61 км между
городами Стоктоном и
Дарлингтоном,
предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия
была открыта для публики. На современников это произвело
колоссальное впечатление.
«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается
никакому описанию, — писал впоследствии один из директоров этой
дороги. — Многие, принимавшие участие в этом историческом событии,
всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и
веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других
разнообразили картину.
В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал
паровоз, управляемый строителем его — Стефенсоном; за паровозом
следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними — вагон с директорами
и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для
пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных
углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие
бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по
сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом
Рис. 79. Схема паровоза Д. Стефеясояа «Ракета»
186
месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость
хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что
в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».
Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида
транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность
железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели
работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов.
В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон
представил на конкурс свой новый паровоз — знаменитую «Ракету»
(рис. 79). «Ракета» имела машину
мощностью в 13 л. с. На
конкурсе производились испытания
всех типов локомотивов. «Бой
паровозов», как называли этот
конкурс, закончился победой
«Ракеты», которая свободно тянула
поезд весом в 17 т со скоростью
до 21 км в час. Скорость паровоза
с одним пассажирским вагоном
и 36 пассажирами составила
38 км в час.
«Ракета» была наиболее
совершенным локомотивом того
времени. Изобретатель приспособил
к паровозу только что
появившийся тогда трубчатый котел,
который дал возможность
значительно увеличить скорость локомотива.
«Ракета» была построена с
учетом всех достижений
паровозостроения своего времени. Она
явилась как бы итогом начального
периода развития паровоза. Рис. 80. Модель первого паровоза
В 1830 г. в Англии для пасса- Е. А. и М. Е. Черепановых,
жирского двия^ения была открыта
железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью
в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная
линия Чарльстон — Огеста длиною в 64 км. В 1832 г. была построена
первая железная дорога во Франции, в 1835 г.— в Бельгии и Германии,
а в 1837 г.— в России и Австрии.
Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе
на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками,
крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым (1774—1842) и его сыном
Мироном Ефимовичем Черепановым (1803—1849). Паровоз Черепановых
возил состав весом в 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км в час (рис. 80).
Для увеличения парообразования Черепановы установили на паровозе
дымогарный котел с большим количеством трубок, чем в паровозе Стефен-
сона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вслед за
первым паровозом Черепановы в 1835 г. построили второй, более мощный
паровоз. «Горный журнал» в июле 1835 г. писал, что второй паровоз
Черепановых «может возить за собой до 1000 пудов груза».
Однако замечательные машины Черепановых не были использованы
для развития я^елезнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их
была подобна судьбе паровой машины Ползунова. В 1834 г., т. е. как раз
в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал
187
австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя
привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским
Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта
в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское
правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии,
отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.
Рис. 81. Отправка поезда из Петербурга в Москву.
В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-
Московская железная дорога.
К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего
пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г..
т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась
в 14 раз. Явившись результатом промышленной революции, железные
дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла
новая отрасль машиностроения — транспортное машиностроение. Под
воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали
быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.
Возникновение и развитие парового водного транспорта
«Пар,— указывал Ф. Энгельс,— не только произвел революцию
в средствах сообщения на суше, он придал им новый облик и на воде»1.
Пароход, как и паровоз, имеет свою предысторию. Еще в начале
XVIII в. Дени Папен построил лодку, приводимую в движение паром.
Но лодка двигалась медленно, так как паровой двигатель,
установленный на ней, был очень несовершенен. Кроме того, Папен не
смог довести испытания этой лодки до конца: она была разбита на
р. Фульде лодочниками.
1 К. Маркс и Ф. Энгельс, Соч., т. 2, стр. 256.
188
В 1736 г. англичанин Джонатан Хольз (или Гулль) попытался
применить на судах паровую машину Ныокомена. Однако эта машина
оказалась совершенно непригодной в качестве двигателя судна.
С изобретением парового двигателя Уатта начались опыты
применения новой машины в судоходстве. К наиболее удачным попыткам этого
рода принадлежит пароход, построенный французом Жоффруа в 1781 г.
Его паровая лодка при помощи
парового двигателя могла целый час плыть
против течения.
В 1785 г. американец Фитч
построил пароход, в котором паровой
двигатель приводил в движение весла.
Однако испытания парохода прошли
неудачно.
Первый практически пригодный
пароход изобрел инженер и механик
ирландец Роберт Фультон (1765—1815).
Фультон родился в бедной
крестьянской семье. Систематического
образования он не получил. Как и Стефен-
сон, он был гениальным самоучкой.
Свой первый, еще несовершенный,
пароход Фультон построил и испытал
на р. Сене в Париже в 1803 г. Опыт
удался, судно в течение 1,5 часа
плавало по Сене, развивая скорость 5 км. в час
по течению. Так как на строительство
большого парового судна французское
правительство не отпустило средств,
Фультон уехал в Америку, где про- Роб фультон.
должал заниматься
совершенствованием своего парохода.
В 1807 г. Фультон построил колесный пароход «Клермонт», на
котором установил паровую машину двойного действия Уатта (рис. 82). Длина
парохода равнялась 43 м, мощность двигателя — 20 л. с, тоннаж — 15 га.
В 1807 г. «Клермонт» совершил свой первый рейс по реке Гудзон из
Нью-Йорка в Альбани протяжением 150 миль (270 км). Происходивший
против течения и при встречном ветре рейс занял 32 часа. Скоро по
Гудзону было налажено регулярное движение. «Клермонт» Фультона можно
считать завершением всех предшествующих опытов по созданию
практически пригодного парохода. Он положил прочное начало паровому
судоходству. С этого времени пароходы стали строить и в других-
странах.
В 1811 г. шотландец Белль построил первый пароход в Англии.
В 1815 г. в России на Ижевском металлургическом и механическом
заводе были построены первые два парохода. Мощность паровых машин
пароходов достигала 30 л. с. В этом же году был построен и первый
пароход в Петербурге. Этот пароход совершал регулярные рейсы меящу
Петербургом и Кронштадтом. Однако это были единичные явления.
Развитие пароходства в России начинается только после отмены
крепостного права. С применением парового двигателя в судоходстве начался
процесс создания мощного парового морского торгового, пассажирского
и военного флота.
Морской транспорт вообще является важнейшим средством
расширения границ капиталистического способа производства, завоевания
189
мирового рынка и эксплуатации населения самых отдаленных областей
земного шара. Еще более возрастает значение океанских транспортных путей
в период промышленного капитализма, когда вопрос о новых рынках
становился насущным вопросом политики каждой капиталистической
страны.
Вслед за изобретением речного парохода делаются попытки
технически усовершенствовать вее виды морского транспорта. Уже в 1819 г.
на трансатлантической линии между Америкой и Европой появился
пароход «Саванна», доставивший груз хлопка из США в Англию. «Саван-
Рис. 82. Паровой двигатель парохода Фультона «Клермопт».
на» находилась в пути 26 дней. В том же 1819 г. «Саванна» пришла в
Петербургский порт. Это был первый иностранный пароход, посетивший
Россию. В 1825 г. английский пароход «Энтерприз» за 113 дней совершил
путешествие из Лондона в Калькутту. В 1829 г. голландский пароход
«Кюрасо» прошел из Голландии в Вест-Индию за 32 дня.
Однако морское судостроение до 40-х годов XIX в. развивалось
сравнительно медленно. Строительство пароходов тормозили крупные
конструктивные недостатки, выявленные в процессе их эксплуатации,
устранить которые сразу не представлялось возможным. И только коренное
изменение конструкций пароходов и двигателей, а также переход к новым
строительным материалам для строительства судов стимулировали
быстрое развитие морского судостроения.
Величайшее значение для судостроения имел переход к
строительству железных и стальных корпусов пароходов. Первое парусное судно
с железной обивкой появилось в Англии в 1787 г. Затем, в 1822 г., было
паровое железное судно, плававшее из Лондона в Гавр. Однако массовое
применение железа и стали в судостроении начинается только с 40-х
годов XIX в.
Другим очень важным фактором развития морского флота было
изобретение гребного винта, сменившего гребные колеса первых пароходов.
До конца 30-х годов XIX в. пароходы строились с гребными колесами,
которые быстро ломались морскими волнами. Гребные колеса были не
пригодны для военного флота. Они являлись наиболее уязвимым местом
во время боя, их повреждение сразу же выводило судно из строя.
190
В конце 20-х годов мысль изобретателей усиленно работала над
устранением этого важнейшего недостатка парового морского флота.
Большая роль в этом принадлежит чеху Иосифу Ресселу (1793—
1857), который в 1826 г. впервые изготовил небольшой гребной винг
и затем установил его на маленькой лодке грузоподъемностью в 5 т.
Винт приводился в движение вручную двумя матросами. Испытания
лодки прошли успешно. Лодка Рессела развивала скорость большую,
чем двухвесельная лодка. После первых испытаний, проходивших в
Триесте, Рессел окончательно решил
вопрос о месте расположения гребного
винта: между кормой и рулем (в
первых вариантах винт находился под
носом лодки).
В 1827 г. Рессел получил на свой
гребной винт патент сроком на два
года (рис. 83).
Отсутствие средств заставило
Рессела искать богатого компаньона.
Наконец ему удалось убедить некоего
купца Фонтано финансировать
постройку парового судна с винтом и
наладить на нем постоянное плавание
между Триестом и Венецией.
После неоднократных просьб
изобретателю удалось получить
разрешение на постройку парохода с винтом.
После долгих мытарств был
построен двухмачтовый пароход «Сова»,
имевший водоизмещение 48 т и
грузоподъемность 33 т. 4 августа 1829 г.
с 40 пассажирами на борту «Сова»
пошла в свое первое плавание. Длина круп- Иосеф Рессел.
ного гребного винта «Совы» была равна
1,88 м, диаметр — 1,88 м, а количество витков—0,5 м. На пароходе была
установлена паровая машина мощностью в 6 л. с.
Рессел решил попытаться получить финансовую поддержку во
Франции. В апреле 1828 г. в Париже он демонстрировал свой
гребной винт, установленный на небольшой лодке. Лодка вызвала
восхищение парижан. Успехом воспользовался некий Бауэр — посредник
фирмы Маляр. Он вошел в доверие Рессела, обещал финансовую
поддержку и просил рассказать о своем изобретении. Доверчивый и
честный Рессел показал Бауэру чертежи и ознакомил его с принципом
работы гребного винта. Однако Бауэр и не думал помогать Ресселу. Узнав
секрет изобретения, он исчез. А через 4 месяца после посещения Рессе-
лом Парижа, 19 августа 1828 г., французская фирма Маляр получила
патент на гребной винт. В патенте вместо винта фигурировала спираль,
которая была точной копией винта Рессела.
10 июня 1829 г. английский торговец Карл Гуммер не без помощи
того же Бауэра также получил патент на гребной винт, отличавшийся
от винта Рессела только тем, что он имел один полный виток. С этого
времени во многих странах началась усиленная работа над воплощением идеи
использования винта как движителя пароходов.
Гуммер построил ряд пароходов с гребными винтами. В 1838 г.
англичанин Смит построил первый вполне пригодный для практических целей
пароход «Архимед» с гребным винтом. Вскоре после этого был сделан
191
еще ряд усовершенствований в конструкциях винтовых пароходов (Эрик-
сон и др.), и к 40-м годам XIX в. гребной винт начал быстро вытеснять
гребные колеса в морском, в первую очередь в военном, флоте.
Претерпели большие изменения и пароходные двигатели. Увеличение
размеров пароходов вызвало как рост размеров двигателей, так
и применение в них различных
усовершенствований (введение многократного
расширения пара, пара высокого давления и т. п.).
Изменялась и мощность двигателей. Если
мощность паровых двигателей на первых
пароходах составляла не более 10—20 л. с,
то в конце 50-х годов американский
инженер-механик Брюнелль построил пароход
«Великий восточный» с двумя двигателями
мощностью по 8300 л. с. каждый.
С начала 30-х годов стали появляться
первые пароходы, пригодные для
регулярных океанских рейсов. С конца 30-х годов
XIX в. наладились регулярные пароходные
сообщения между Европой и Америкой, а
затем между Европой и другими
континентами. В 1842 г. на пароходе было
совершено первое кругосветное путешествие.
Пароходные линии, подобно железным
дорогам, обеспечивали быстроту и
регулярность движения, а также резко понизили
стоимость перевоза различных грузов.
Насколько увеличилась скорость сообщения между отдельными очень
отдаленными частями света в середине XIX в., видно из таблицы 5.
Рис. 83. Схема и модель
гребного винта И. Рессела.
Таблица б
Время переезда через океан между Европой
и Америкой
Год
Количество
дней пути
Путешествие Христофора Колумба . .
Путешествие Франклина на паруснике
Пароход «Саванна»
Пароход «Сириус»
Пароход «Великий западный» ....
Пароход «Великий восточный»1 . . .
1492
конец
XVIII в.
1819
1838
1838
1860
70
42
26
19
16
И
Подводя итоги развитию парового водного транспорта, следует
подчеркнуть, что технический переворот здесь начался в 1807 г. с изобретения
первого парохода Фультоном. Затем вплоть до 70-х годов XIX в.
происходит дальнейшее техническое оснащение различными механическими
средствами всех видов водного транспорта. Наиболее быстрыми темпами
этот процесс происходил в военно-морском судостроении.
1 Современный трансатлантический лайнер на преодоление этого расстояния
затрачивает примерно 5 дней.
192
Однако процесс перевооружения водного транспорта в этот период
не был закончен. До 70-х годов паровой флот не являлся полновластным
хозяином водных пространств. Наряду с ним существовал и парусный
флот, занимающий еще большое место в общей системе водного транспорта.
В 1871 г. мировой тоннаж парового флота составлял всего 2,4 млн. т,
а тоннаж парусного флота доходил в этот период до 15,3 млн. т. Но паро-
Рис. 84. Пароход середины XIX в.
вой флот развивался очень быстрыми темпами, а в парусном флоте,
наоборот, наметилась тенденция к упадку.
Итак, техническое перевооружение транспорта, как сухопутного,
так и водного, хотя и не дошло еще до полного своего завершения, однако
сделало гигантский шаг вперед. Говоря о транспортных средствах
сокращения времени обращения товаров и капиталов, К. Маркс писал:
«И в этом отношении последние пятьдесят лет совершили революцию,
которую можно сравнить только с промышленной революцией последней
половины прошлого века. На суше устланные битым камнем дороги
оттеснены на задний план железной дорогой, на море медленное и
нерегулярное парусное сообщение — быстрым и правильным пароходным
сообщением, и весь земной шар опутан телеграфной проволокой»1.
1 К. Маркс, Капитал, т. III, стр. 76.
ГЛАВА XIII
ИЗМЕНЕНИЯ В ТЕХНИКЕ СВЯЗИ
Р
¦ спорта, но и новых средств связи. До самого конца XVIII в.
использовались древние средства связи: акустические (колокол, рупор)
и оптические (костер, факел и другие примитивные световые сигналы).
Конец XVIII в. характеризовался развитием оптических (семафорных)
телеграфов, основанных на передаче световых сигналов. Этот телеграф
был изобретен во Франции ученым Клодом Шаппомв 1791 г., в России—
в 1794 г. И. П. Кулибиным.
В 1794 г. Шапп построил первую в мире линию телеграфной связи
между Парижем и Лиллем протяженностью в 225 км. Телеграф Шаппа
передавал телеграммы при помощи различных комбинаций семафоров,
находящихся на мачтах высоких зданий или на специальных башнях.
Работа семафорного телеграфа полностью зависела от атмосферных
условий.
Русский механик И. П. Кулибин также применил систему семафоров,
в общем подобную той, которую создал Шапп. Однако код, т. е. система
условных положений семафоров для передачи сигналов, у Кулибина был
более совершенным. Кулибин свел свой код к одной таблице, что весьма
ускоряло скорость передачи сигналов.
Несмотря на все свое несовершенство, оптические семафоры в начале
XIX в. получили большое распространение в различных странах Европы.
Самая длинная в мире линия оптического телеграфа была открыта в 1839 г.
между Петербургом и Варшавой.
Однако развитие производства, торговли, транспорта, появление
железных дорог требовали более совершенных средств связи. К концу
XVIII в. были достаточно изучены многие свойства электричества, в
частности была обнаружена способность электрических зарядов с громадной
быстротой распространяться по изолированному проводнику. Это
послужило основой для изобретения электрического телеграфа.
Первое предложение об электростатическом телеграфе было
опубликовано в 1753 г. в Шотландии анонимным автором, который
рекомендовал, подвесив на изоляторах столько проволок, сколько имеется букв
в алфавите, посылать по соответствующей проволоке электрический
заряд, под действием которого на приемном конце притянется бумажка
с обозначенной на ней буквой. Испанский инженер Ф. Сальва
осуществил в 1785 г. эту идею, построив телеграфную линию между
Мадридом и Аранхуэсом протяженностью в 50 км.
Открытие гальванического электричества навело на мысль о
создании электрохимического телеграфа. В 1802 г. Ф. Сальва построил прием-
194
ник, состоявший из отдельных сосудов, наполненных водой (по числу
букв алфавита), в каждом из которых помещалась пара электродов
с подключенными к ним проводами
линий телеграфа. Замыкание той или
иной пары проводов через
электрическую батарею со стороны
передающей станции вызывало выделение
пузырьков газа в соответствующем
сосуде принимающей станции. Тем
самым отмечалась переданная буква.
В 1809 г. аналогичное устройство
осуществил немецкий изобретатель Заме-
ринг, который затем
усовершенствовал свой телеграф, сведя все электроды
в общий сосуд и ограничив их число
восемью парами.
Однако электростатический и
электрохимический телеграфы были лишь
нервымй. попытками создания
электрической телеграфии. Свое полное
разрешение эта проблема получила лишь
после изобретения электромагнитных
телеграфов.
Первый электромагнитный
телеграф был создан русским ученым Пав- Павел Львович Шиллинг,
лом Львовичем Шиллингом (1786—1837).
При создании телеграфа Шиллинг использовал новые для того
времени открытия: электромагнитные явления и мультипликатор как инди-
Рис. 85. Схема электромагнитного телеграфа П. Л. Шиллинга.
1 — источник тока (вольтов способ), 2—клавиатура, з— магнитные стрелки,
4 — провод обратной связи, 5 — вызывное устройство.
катор этих действий. Впервые публично работа телеграфа была
продемонстрирована в 1832 г. в Петербурге на квартире изобретателя.
Конструкция телеграфа Шиллинга имела следующий вид. Аппарат
Шиллинга состоял из передатчика и приемника. Передатчик имел
клавиатуру, причем эта конструкция, как наиболее удобная для быстрого
манипулирования, сохранилась до наших дней (рис. 85).
195
Приемник Шиллинга состоял из шести основных рабочих
мультипликаторов и вызывного мультипликатора, расположенного справа от кла
виатуры. Каждый мультипликатор имел две магнитные стрелки,
подвешенные на шелковой нитке к медной стойке. Чтобы придать системе
большую устойчивость и устранить слишком быстрые и
произвольные колебания при прохождении
тока по обмотке мультипликатора, к
каждой нижней магнитной стрелке
была прикреплена жесткой
проволокой тонкая пластинка, опущенная
в деревянную чашечку, наполненную
ртутью. Для удобства наблюдения
и регистрации поворотов стрелки
при посылке телеграфного сигнала
над магнитными стрелками укреплялись
вертикальные диски размером в 15 мм.
Благодаря этому при нажатии белых
и черных клавишей на передающей
станции диск мультипликатора
приемника на приемной станции
поворачивался к телеграфисту стороной,
окрашенной в тот же цвет. В спокойном
положении, т. е. при отсутствии тока
в обмотках мультипликаторов, диски
располагались ребром к телеграфисту.
Широкого применения изобретение
Шиллинга в России при жизни
изобретателя не получило. В 1836 г. была
построена лишь экспериментальная
линия телеграфа вокруг здания Главного
Адмиралтейства. Гораздо более широкое распространение
электромагнитный телеграф Шиллинга получил в Англии. Уже в 1837 г., взяв
за основу конструкцию телеграфа русского, ученого, английские
ученыэ Кук и Уитстон построили
телеграфный аппарат, отличавшийся
от телеграфа Шиллинга лишь
расположением стрелок. В начале
40-х годов XIX в. система
телеграфа Кука — Уитстона стала очень
быстро распространяться в Англии
на строящихся железнодорожных
линиях.
Дальнейшее развитие
электромагнитной телеграфии идет по линии
создания «самоотмечающих», или
пишущих, телеграфов. Первый
пишущий телеграф был создан русским
ученым Б. С. Якоби в 1839 г. Аппарат
Якоби записывал принимаемую депешу, причем на приемной станции
знаки отмечались на матовом стекле, равномерно передвигавшемся справа
налево посредством часового механизма. Карандаш для записи
укреплялся на вертикальном стержне, соединенном с якорем подковообразного
электромагнита, в обмотку которого посылались с передающей станции
комбинации коротких и длинных импульсов. Вертикальное перемещение
конца карандаша, совмещаясь с горизонтальным перемещением стекла,
Борис Семенозич Якоби.
'1
Рис.
Приемник Передатчик
Схема телеграфного аппарата
Морзе.
196
и давало запись принимаемого текста в виде ломаной линии. По
окончании приема запись расшифровывалась.
Телеграф Якоби оказался достаточно надежным и пригодным для
практики. Это было подтверждено опытом работы пробной линии между
Зимним дворцом и зданием Главного штаба в Петербурге в 1841 г.
Вторая линия самоотмечающего
телеграфа Якоби длиной 25 км была создана
между Петербургом и Царским Селом..
В 1835 г. американец Морзе
предложил свой пишущий аппарат,
который осуществлял передачу коротких
и длинных импульсов, воспринимаемых
на приемном аппарате как
совокупность точек и тире, перфорируемых
электромагнитным органом на
бумажной ленте. Впервые аппарат Морзе был
опробован на опытной линии
Вашингтон — Балтимора в 1844 г. На рис. 86
показана схема телеграфного аппарата
Морзе, принцип действия которого
заключается в следующем: на
передатчике телеграфист при помощи ключа (2)
в соответствии с азбукой Морзе
размыкал и замыкал цепь тока батареи (1).
В результате ток проходил через
электромагнит (3), находящийся на
приемном пункте, сердечник которого
притягивает якорь (4). Вследствие этого Самуэль Морзе,
смоченное краской пишущее колесо (о)
прижималось к движущейся ленте (6)
и оставляло на ней след. Размер следа на ленте зависел от длительности
нажатия ключа. Аппарат Морзе в силу простоты своей конструкции и
удобной системы письма (азбука Морзе) получил распространение
в Европе и Америке и широко применялся для телеграфных передач на
близкие расстояния.
Настойчиво работая над усовершенствованием своих аппаратов,
Якоби в 1842—1845 гг. разработал систему вертикального стрелочного
телеграфа. В этой системе передающий и приемный аппараты имели вид
приборов с вертикальными циферблатами, перед которыми
вращалась стрелка, совершая равномерно-прерывистое (шаговое) движение.
Во время передачи депеши главные оси передатчика и приемника (т. е.
оси стрелок, а вместе с ними и сами стрелки) приходили одновременно
в движение из одинаковых исходных положений и в равные отрезки
времени поворачивались па равные углы. Таким образом электрическая
связь между обоими аппаратами обеспечивала синхронность и синфаз-
ность их действия. Стрелочные аппараты нашли довольно большое
применение в Европе, особенно в Германии.
Огромным достижением в области электромагнитной телеграфии
было изобретение Якоби в 1850 г. шагового буквопечатного аппарата,
также основанного на принципе синхронно-синфазного действия.
Буквопечатающий аппарат Якоби был сначала усовершенствован Д. Юзом
(1855 г.), а затем и другими изобретателями. Однако во всех
последующих буквопечатающих телеграфных аппаратах 50—60-х годов XIX в.
был сохранен принцип синхронно-синфазного движения, введенный
в практику Б. С. Якоби.
197
Схема буквопечатающего телеграфного аппарата показана на рис. 87.
На приемной и передающей станциях были установлены типовые колеса,
имеющие на ободах выгравированные буквы, цифры и знаки. Эти
колеса вращаются синхронно, причем одинаковые знаки над
движущимися лентами проходят в одно и то же время (иначе говоря, колеса
вращались синфазно). Если на передающей
станции замыкать ключ, то ток будет
проходить через электромагниты и
линию. В результате электромагниты
притягивают якори, которые прижимают
ленты к смазанным специальной
краской выгравированным знакам на
типовых колесах.
Созданием буквопечатающих теле-
Рае 87. Схема буквопечатающего графных аппаратов было завершено
телеграфа Б. С. Якоби. техническое перевооружение средств
связи. Телеграфы вполне отвечали
требованиям, предъявляющимся к ним со стороны растущего
капиталистического хозяйства.
С 40-х годов XIX в. начинается быстрое развитие телеграфной сети
как внутри стран, так и между странами. В 1847—1852 гг. был
проложен морской кабель от Дувра до французского берега. В 1852 г. начала
действовать прямая телеграфная линия между Парижем и Лондоном.
Вскоре Англия была соединена подводными кабелями с Ирландией,
Германией, Голландией, а Италия — с Сардинией и Корсикой. В 1854 —
1855 гг. был проложен подводный кабель через Средиземное и Черное
моря. По этому кабелю командование англо-франко-турецких сил,
осаждавших Севастополь, держало связь со Стамбулом, Парижем, Лондоном.
В конце 1866 г. вступили в эксплуатацию две трансатлантические
кабельные линии между Англией и США. В 1869 г. была завершена
постройка Индо-Европейского телеграфа между Калькуттой и
Лондоном. Эта линия длиной в 18 тыс. км шла через Германию, Россию,
отчасти под водой, отчасти по суше, через европейский континент,
Кавказ, Персию до Калькутты.
О О
i
ГЛАВА XIV
НОВОЕ В ОБЛАСТИ СВЕТОТЕХНИКИ.
ПРОГРЕСС В ПОЛИГРАФИИ. СОЗДАНИЕ ФОТОГРАФИИ
щШ Новые методы получения огня и изменение
Шш способов освещения
И^к числу изобретений, сыгравших большую роль в рассматри-
¦I ^ьваемый период, относятся новые способы освещения, печатная
машина и фотография.
Открытие искусственного добывания огня явилось одним дз
величайших событий в истории человечества, способствовавших коренному
преобразованию условий жизни людей. Древние методы получения огня
трением и высеканием в течение тысячелетий оставались без изменения.
Только в XVIII в. были сделаны открытия, позволившие по-новому
добывать огонь, значительно упростив и ускорив эту операцию. В 1779 г.
итальянец Л. Пейл предложил так называемую «туринскую свечку»,
состоящую из стеклянной трубочки с восковым фитильком, имеющим
на своем конце внутри трубочки кусочек белого фосфора. Если
трубочку разламывали, то фосфор под действием воздуха воспламенялся
и фитиль загорался. В 1825 г. изобретатель Д. Купер из Лондона стал
изготовлять «каменные спички» с головкой из смеси серы и белого фосфора.
В 1827 г. английский аптекарь Д. Валкер предложил изготовлять спички
с головкой, смоченной смесью сернистой сурьмы с хлористым калием.
Над созданием серных спичек работал также и венгр Ирини.
В 1833 г. немец Каммерер разработал технологию производства спичек
с головками из желтого фосфора, легко воспламеняющимися при
незначительном трении. Однако такие спички при употреблении были очень
опасны, поэтому желтый фосфор был заменен красным. С1848 г. в
Швеции, а затем и в других странах в массовом количестве стали производить
так называемые «шведские», или безопасные, спички, в которых фосфор
наносился не на головку спички, а вместе с другими веществами на
поверхность спичечной коробки. С этого времени был найден легкий, дешевый
и простой способ получения огня.
С древних времен, научившись сначала сохранять, а затем и добывать
огонь, люди стали пользоваться искусственным освещеним. Они
использовали пламя горящего дерева (костер, лучина, факел). Большим
достижением было создание простых искусственных источников света.
Постепенно источники света были значительно усовершенствованы.
Появились факелы, пропитанные смолой, животным жиром или воском.
После изобретения фитиля в качестве горючего стали пользоваться маслом
и салом. Римляне в I в. до н. э. применяли для освещения свечи,
изготовлявшиеся из воска. Во II в. н. э. появились сальные свечи.
В первой половине XVII в. научились изготовлять литые сальные
и восковые свечи в формах. В 1817 г. стали появляться стеариновые,
199
а в 1837 г.—парафиновые свечи. Большим достижением было
изобретение в 1834 г. плетеного фитиля, применение которого позволило
значительно уменьшить копоть и продлить срок службы свечей.
Стремление увеличить яркость освещения привело к созданию
разного рода фонарей и прожекторов. Наиболее интересной конструкцией
был фонарь с зеркальным отражением, созданный И. П. Кулибиным в
конце XVIII в., он применил в фонаре вогнутое зеркало, состоящее
из огромного количества отдельных кусочков зеркальных стекол. В
фокусе зеркала был помещен источник света, лучи которого отражались
от кусочков зеркала. Для рассеивания света по окружности фонаря были
расположены зеркала, перед каждым из них помещалась свеча или лампа.
Фонари Кулибина позволяли увеличивать силу света одной свечи в
500 раз.
К первой половине XIX в. относится появление масляных (а позднее
и керосиновых) ламп со стеклом. Принцип действия такой лампы был
основан на использовании явления капиллярности, под влиянием которой
горючая жидкость из резервуара, находящегося внизу, поднимается по
фитилю вверх, в зону горения, где испаряется и горит.
Поворотным моментом в развитии способов освещения явилось
применение горючих газов. Газ, получаемый при перегонке ископаемого угля, был
известен еще в XVII в. Однако практически для освещения он стал
использоваться только в конце XVIII и начале XIX в. В 1783—1785 гг.
голландский аптекарь Ян Минкеларс проводил опыты по применению газового
освещения. Наиболее удачно применил газ для освещения англичанин
У. Мердок в 1792 г., использовавший его для освещения заводов Уатта
и Болтона, но широкое использование этого вида освещения стало
возможным только после изобретения удовлетворительных газовых горелок
В 1805 г. рабочий Стопе в Англии изобрел мотыльковую горелку для
сжигания газа, которую изобретатель Д. Нильсон значительно
усовершенствовал в 1820 г.
Вскоре после применения газа для освещения помещений начались
опыты по его использованию для освещения улиц. В 1808 г. англичанином
Ф. А. Винзором был проведен первый опыт газового освещения улиц;
несколько газовых фонарей довольно долго освещали одну из улиц
Лондона. Однако только в 1813—1814 гг. удалось наладить удовлетворительное
уличное газовое освещение Лондона. С этого времени газ стал применяться
для освещения и других городов. В 1825 г. он был использован для
уличного освещения Берлина, а в 1833 г.— Вены.
В России газ для освещения применялся вначале на некоторых
промышленных предприятиях. В 1835 г. было введено уличное газовое
освещение в Петербурге, в 1865 г. газовое освещение появилось на улицах
Москвы.
Применение газового освещения в производственных условиях
позволило капиталистам удлинить и без того большой рабочий день. Газовое
освещение настолько вошло в жизнь многих стран, что долгое время
конкурировало с электрическим освещением, практическое применение
которому было положено в начале 70-х годов XIX в.
Технический прогресс в полиграфии
Конец XVIII — начало XIX в. ознаменовался большими изменениями
в технике книгопечатания. Технический прогресс в области
полиграфического дела шел в основном в направлении механизации печатного и
наборного процессов, а также создания новых способов книгопечатания и
литографии.
200
Первую практически пригодную печатную машину создал немецкий
изобретатель Ф. Кениг в 1812—1814 гг. В печатной машине Кенига
плоская плита для прижимания бумаги к форме была заменена
металлическим цилиндром. Кроме того, Кениг механизировал и нанесение
краски на форму. Эти машины, получившие название плоскопечатных,
позволили значительно поднять производительность печатного процесса.
Рис. 88. Печатная машина.
Если на ручном печатном станке можно было получить на бланке 100
оттисков в час, то печатная машина Кенига давала свыше 800 оттисков.
В середине XIX в. появились тигельные печатные машины, отдельные
конструкции которых с некоторым усовершенствованием сохранились до
наших дней. В 1863 г. изобретателем У. Буллоном в США была построена
первая ротационная печатная машина, печатавшая на «бесконечном»
бумажном полотне, смотанном в рулон.
В первой половине XIX в. были изобретены наборные машины
различных конструкций, значительно повысившие производительность труда
наборщика. Даже несовершенные наборные машины позволили поднять
производительность труда в 3—4 раза. Первые наборные машины были
созданы в Англии Б. Фостером (1815 г.) и У. Чергем (1822 г.). В этих
машинах были механизированы операции извлечения литер из
специального хранилища и установки их в ряд — строку.
Выдающуюся роль в развитии наборных машин этого типа сыграло
изобретение русского механика П. П. Клягинского (около 1839—
1877). В 1866—1867 гг. он создал оригинальный «автомат-наборщик»,
состоящий из двух аппаратов. В одном из них изготовлялась «депеша» —
бумажная лента, на которой набираемый текст фиксировался в виде
комбинаций отверстий, причем каждой букве или знаку соответствовала
определенная их комбинация. Второй аппарат представлял собственно
наборную машину, основной частью которой являлся «электроосязатель»,
автоматически расшифровывавший «депешу» и регулировавший
поступление в набор нужных литер.
Важным этапом в развитии механизированного набора явилось
создание матрицевыбивальной машины, рельефные штампы в которой при нажа-
201
тии специальных устройств (клавишей) выдалбливали на специальном
картоне углубленные изображения букв и знаков, после чего по матрицам
отливали необходимые формы. В 70-х годах XIX в. большую роль в
создании матрицевыбивальных машин сыграли работы русских изобретателей
И. Н. Ливчака и Д. А. Тимирязева.
Идеи, положенные в основу матрицевыбивальных машин, были
использованы при создании более совершенных наборно-отливных машин,
применение которых явилось характерной особенностью полиграфии
конца XIX в. В этот период были сделаны первые попытки создания набор-
но-печатной машины, сочетавшей в себе наборную и пишущую машины.
Первые образцы ее были построены в 1870 г. русским изобретателем
М. И. Алисовым (около 1830—1898). «Скоропечатник» Алисова работал
со скоростью 80—120 знаков в минуту.
Для развития наборно-печатных машин большое значение имело
создание работоспособной пишущей машинки, предназначенной для по-
буквенного печатания текста при помощи рельефных букв, приводимых
в движение системой рычагов. Первая модель ее была изготовлена
в 1867 г. в США К. Шолсом.
Эта машинка, получившая распространение под названием
«ремингтон», имела закрытый шрифт, не позволявший во время работы
видеть печатный текст. Однако практически пригодные пишущие
машинки были созданы лишь в конце XIX в. С этого времени они прочно
вошли в жизнь.
Наконец, следует отметить, что в это время появились и новые
способы книгопечатания, например литография. Литография была
изобретена в 1796—1798 гг. в Германии А. Зенефельдером (1771—1834). При
литографическом способе оттиски получаются в результате переноса
краски под давлением с плоской (нерельефной) печатной формы
непосредственно на бумагу. Этот способ широко применялся в первой половине
XIX в. для воспроизведения картин, исполнения книжных и журнальных
иллюстраций и т. п. В России уже в 1803 г. академик В. М. Севергин в
«Санкт-Петербургских ведомостях» напечатал первое сообщение о
литографии, а в 1816 г. в Петербурге было открыто первое литографское
предприятие.
Технический прогресс в полиграфии позволил значительно поднять
производительность типографских процессов и, таким образом, улучшить
качество издаваемых журналов и газет, а также колоссально увеличить
их тиражи.
Как всякое выдающееся техническое достижение, полиграфия была
использована буржуазией в ее борьбе за политическое и экономическое
господство. Газеты, журналы и книги, выпускавшиеся в
капиталистических странах в миллионных экземплярах, являлись и являются орудием
буржуазной пропаганды. Однако в то же время полиграфия дала и
пролетариату мощное оружие, способствовавшее распространению идей
научного коммунизма.
Создание фотографии
В первой половине XIX в. было сделано еще одно величайшее
техническое открытие — изобретена фотография1. Ее появление — прямое
следствие успехов физики и особенно химии. Сущность
фотографического процесса сводится к тому, что с предмета или группы предметов
1 Слово «фотография» происходит от греческих слов «фотос» (свет) и «графо»
(пишу), т. е. означает «светопись».
202
в особом приборе, называемом фотографической камерой, получают
оптическое изображение на светочувствительном материале.
Фотография прошла длинный и сложный путь развития. Людям
давно был известен способ копирования изображений, получаемых в
ящике специального устройства. Этот способ состоял в следующем: если
в одной из стенок темной комнаты или коробки проделать небольшое
отверстие и расположить перед ним (вне комнаты или коробки)
освещенный предмет, то на противоположной стене образуется опрокинутое
отображение этого предмета. Это явление стало широко использоваться
в практике с XVI в., когда неаполитанский физик Д. Порта
сконструировал усовершенствованную камеру-обскура1 и для получения более
ясного изображения вставил в находящееся в передней стенке камеры
отверстие двояковыпуклое («зажигательное») стекло. Этот принцип
до настоящего времени служит основой для всех фотографических
аппаратов, как бы ни было сложно их устройство.
Когда было достигнуто высокое качество световых изображений,
встала новая задача — постараться удержать эти изображения. В этом
на помощь пришло химическое действие солнца, т. е. способность
солнечных лучей изменять цвет некоторых веществ. Основываясь на этом свойстве,
изобретатели и ученые скоро пришли к мысли, что если покрыть
матовое стекло камеры-обскура каким-нибудь светочувствительным
веществом, то можно как бы отпечатать световое изображение. В XVIII в.
химики располагали уже довольно большим запасом таких
светочувствительных веществ.
В 1727 г. немецкий врач Шульце установил светочувствительность
солей серебра. Он первый поставил опыты воспроизведения контуров под
действием света на пластинке, покрытой азотнокислой солью серебра.
В 1802 г. английские ученые Т. Веджвуд и Г. Деви открыли
светочувствительность бумаги, пропитанной солями серебра. Все это подготовило
дальнейшие успехи в области фотографии. В 1811 г. француз Жозеф-
Нисефор Ньепс (1765—1833) занялся поисками способа закрепления,
полученного камерой-обскура изображения.
Независимо от работ Ньепса, над проблемой запечатления
световых изображений занимался французский художник Луи-Жак Дагерр
(1787—1851). Случайно узнав, что Ньепс работает уже несколько лет
над той же проблемой, Дагерр предложил ему работать вместе.
В 1833 г. Ньепс умер, а в 1839 г. Дагерр, продолжая работать, изобрел
свой способ фотографирования. Со своим изобретением Дагерр познакомил
прежде всего знаменитого французского физика Араго. 7 января 1839 г.
Араго сделал во Французской Академии наук доклад о новом изобретении,
предрекая ему великое будущее. Эта дата считается днем рождения
фотографии, или «дагерротипии», как ее тогда называли.
Способ Дагерра отличается от способа Ньепса тем, что в качестве
светочувствительного вещества он вместо асфальта, использованного
Ньепсом, применил йодистое серебро. Скрытое изображение, полученное на
светочувствительном веществе, Дагерр проявлял, действуя парами ртути
на йодистое серебро. Этим Дагерр добился большей быстроты получения
изображения и обеспечил более точное воспроизведение самого
изображения. Однако дагерротипия обладала существенными недостатками:
изображение получалось «обратное», т. е. правая сторона снимавшегося
1 Слово камера-обскура означает «темная комната». Это название было
присвоено ящику с маленьким отверстием в передней стенке, через которое свет
проникал в ящик; в задней стенке ящика помещалось матовое стекло, на котором и
получалось световое изображение.
203
предмета выходила на снимке слева, а левая — справа. Дагерротипные
снимки были единичны, их нельзя было размножить. Фотография
нуждалась в дальнейшем совершенствовании.
Наиболее существенно улучшил технику фотографирования
английский физик Вильям-Фокс Тальбот (1800—1877). В 1840 г. он создал новую
светочувствительную бумагу, которая давала в камере-обскура не
видимое, а скрытое изображение. Для того чтобы получить видимое
изображение, бумагу «проявляли». Благодаря созданным Тальботом негативному
и позитивному процессам фотография получила свое завершение.
В течение последующих десятилетий процесс фотографирования
усложнялся и совершенствовался. Французский изобретатель Ньепс
де Сен-Виктор (1805—1870) заменил бумагу для негатива совершенно
прозрачным стеклом. В 1847 г. он ввел в фотографию первые
фотопластинки на стекле, светочувствительный слой которых состоял из йодистого
серебра в альбумине. Стеклянный негатив обладал рядом преимуществ
по сравнению с бумажным, главным из которых были чистота и ясность
фотографических отпечатков. Стеклянные негативы применяются в
фотографии и до настоящего времени.
В России с 40-х годов XIX в. также велись работы по
усовершенствованию фотографии. Интересно отметить, что член-корреспондент
Петербургской Академии наук И. X. Гамель (1788—1862) уже в 1839 г.,
находясь в Лондоне, познакомился с Тальботом и прислал в Академию наук
подробный отчет о новом способе «светописи». В мае 1839 г. на заседании
Академии наук был заслушан доклад русского химика Фрицше (1802—
1871) о фотографии. Это была первая научная работа по фотографии,
сделанная в России.
Весьма успешно в 40-х годах XIX в. над усовершенствованием
дагерротипного способа фотографии работал русский изобретатель
А. Ф. Греков. Он предложил оригинальный способ фотографирования на
металлических пластинках. Первые русские фотографы С. Л. Левицкий,
А. И. Деньер, Л. С. Плахов, М. Б. Туликов и др. были не только
искусными мастерами фотографии, но и являлись талантливыми
изобретателями оригинальных технических приемов в фотографии.
В результате творческой работы изобретателей и ученых в различных
странах мира фотография к началу 70-х годов XIX в. прочно вошла в
жизнь, стала неотъемлемой принадлежностью науки, искусства,
промышленности.
ГЛАВА XV
ИЗОБРЕТЕНИЯ В ОБЛАСТИ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
Т
¦ ехническии переворот в промышленном производстве очень
Ш скоро был использован для усиления военной мощи
капиталистических стран.
В первой половине XIX в. в военной технике в связи с общим развитием
машинного производства появляется целый ряд технических
усовершенствований, коренным образом изменивших боевое оснащение как армии,
так и флота главнейших капиталистических держав.
Наиболее важные изменения произошли в огнестрельном оружии
и артиллерийских системах. Решающим моментом в этом явилось широкое
распространение винтовки — стрелкового оружия с винтовыми нарезами в
стволе. Нарезы придавали вращательное движение пуле и обеспечивали
повышение дальности и меткости стрельбы. Хотя идея применения
оружия с винтовыми нарезами известна с XVI в., когда, в частности в России,
были распространены пищали с винтовой нарезкой, до XIX в. винтовки
применялись редко, ибо старый способ заряжания гладкоствольных ружей
с дула обеспечивал в 5—7 раз большую скорострельность в сравнении
с первыми, крайне несовершенными винтовками.
Применение унитарного (сначала бумажного) патрона, содержащего
капсуль, разбивающийся при помощи ударного приспособления в виде
иглы, создало новые условия для распространения винтовки. Игольчатые
ружья впервые получили широкое распространение во время гражданской
войны в США 1861—1865 гг., во время которой бумажный патрон был
заменен металлическим, а однозарядную винтовку сменила винтовка
с магазином.
Параллельно с совершенствованием винтовки шло
усовершенствование и артиллерийских систем. Здесь также решающее значение сыграл
переход к нарезным орудиям. Технические трудности создания нарезных
орудий были успешно преодолены лишь в середине XIX в. в результате
работы итальянского мастера Кавалли и шведского ученого Варендорфа.
Вначале пушки с нарезными стволами применялись лишь для обороны
крепостей,