МАШИНОСТРОЕНИЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ
Основной особенностью XVIII и XIX веков было торжество машины. Здесь, однако, наука по - прежнему играла сравнительно незначительную роль. Ибо как в машиностроении, так и в металлургии преобладающими были технический фактор, основанный на традиции ручного труда, и экономический фактор, основанный на выгодности. Тем не менее научный фактор был все это время активным и непрерывно возрастал в своем значении, прокладывая путь к той руководящей роли, которую должна была играть наука в XX веке.
История машиностроения в его великой созидательной фазе XVIII и XIX веков свидетельствует о непрерывном взаимодействии между растущими потребностями торговли и промышленности и новыми средствами производства — машинами, двигателями, материалами, создававшими новые возможности для выгодного их использования. Именно потребность в больших количествах пряжи и тканей привела к созданию первых паровых машин; потребность в дешевом транспорте для перевозки все возрастающего количества товаров привела к усовершенствованию портов, каналов, дорог, мостов и к радикальному нововведению — железным дорогам (стр.304). Однако стоило только появиться какой - нибудь новой конструкции или новому материалу, призванному удовлетворить эти потребности, как сразу же становились возможными новые предприятия и новые способы применения, которые ранее казались неосуществимыми или о которых раньше никогда даже и не думали. Таким образом, паровая машина, первоначально сконструированная для водоотлива, была позднее приспособлена для дутья в горнах и ковки железа, а затем и для замены водяного колеса в силовых установках. Еще позже, будучи смонтирована на судне или в вагоне, она стала самодвижущейся и породила пароход и железную дорогу. Подобным же образом дешевое железо и дешевая сталь, вызванные к жизни специфическими нуждами машиностроения, породили революцию в конструкции других машин, перевозочных средств, судов и строений.
Инженеры
На каждом этапе развития машин и металлов ремесленники были заняты испытанием новых изобретений и впитывали в себя столько научных знаний, сколько могли использовать на практике; а ученые волей - неволей изучали ремесла с тем, чтобы быть в состоянии понять лежащие в их основе принципы. Такой процесс мы можем проследить, рассмотрев биографии инженеров великого периода 1750 — 1850 годов, и в этом отношении в нашем распоряжении имеются хорошие материалы благодаря работе великого историка промышленной Англии Самюэля Смайлса5 - 78 - 80, а также трудам нового поколения более схоластических историков, таких, как Дикипсон 6 - 2в - 28 и другие члены Общества Ныокомена. В Англии, которая на протяжении длительного периода представляла собой центр промышленной революции, инженеры большей частью начинали свою деятельность в качестве простых рабочих, искусных и честолюбивых, но обычно неграмотных или самоучек. Они были либо слесарями - монтерами, подобно Браме (Bramah), механиками, как Мердок и Джордж Стефенсон, или кузнецами, как Ньюкомен и Модели. Едва ли можно отделить от них, развечто за их более тесную связь с наукой, таких мастеров по производству инструментов, как Смитон и Уатт, художников, как Насмит (1808 — 1890), или горных инженеров, подобных Тревитику. Во Франции, где мастерская играла меньшую роль, а государство и военные школы — большую, преобладали инженеры, получившие школьное образование, вроде Жара (Jars), Монжа, Понселе, Фурнейрона, Сади Карно и Марка Брюнеля (1769 — 1849), этого дара французского инженерного искусства Англии. В более поздний период, после 1850 года, преобладание научно подготовленных людей выступает более отчетливо, а вместе с тем становится более заметным и новое значение Германии в главных событиях этого времени; Англия может противопоставить ее Сименсу, Отто и Дизелю одного только Парсона.
Главные тенденции всего периода промышленной революции шли по линии изобретения все более остроумных механизмов и неуклонного улучшения работы машин и их конструкций. За исключением тех случаев, когда впервые применялись новые физические законы, как, например, в новых тепловых двигателях и электрических машинах, ни то ни другое не предъявляло к науке больших требований. Чертежи механизмов, обычно подражавших деятельности человека - рабочего, требовали применения механической математики практического характера, слишком сложной для того, чтобы ее можно было изучить в школе, и являвшейся результатом традиционной изобретательности часовщика или слесаря. Однако для достижения успеха необходимо было сочетать такую изобретательность с острой оценкой потребностей промышленности того времени и знать, в каких областях экономия труда будет возможной и выгодной. Поскольку такое сочетание встречается весьма редко, эксплуататор изобретений, вроде Аркрайта (290), сыгравшего столь значительную роль а осуществлении революции в хлопчатобумажной промышленности, обычно стремился вытеснить простого изобретателя, который имел при этом все шансы на то, чтобы разориться; но машины конструировались. Начиная с 1750 года сочетание изобретателя - практика становится господствующим фактором прогресса техники. Остроумные механические заменители человеческих рук перешли с текстильной промышленности на сотни других отраслей как в производстве потребительских товаров, так и в самой металлургической и машиностроительной промышленности. Они наводнили также старейшие традиционные области человеческой деятельности — сельское хозяйство и производство продовольствия, особенно в Америке, где, несмотря на существование рабства, хороших земель было больше, чем способных работать на них людей. Сколь бы разнообразными ни были механизмы XVIII и XIX веков и как бы велико ни было их влияние на рост цивилизации, они представляли собой скорее сочетание старых принципов, чем применение новых, — что стало характерным для машин XX века, — а следовательно, они были мало чем обязаны науке и в свою очередь мало давали ей.
Эффективность и полезность. Турбина и двигатель внутреннего сгорания
Улучшение работы машин и двигателей, представлявших собой почти исключительно паровые двигатели, должно было стать делом появившихся затем поколений инженеров. На протяжении большей части этого периода задача заключалась главным образом в приспособлении двигателя к различным случаям его использования и в неуклонном повышении его производительности на единицу веса топлива или по отношению к его себестоимости путем усовершенствования отдельных его деталей или улучшения его конструкции. В конце XIX века идеи Карно и основанная на них термодинамика постепенно распространились на всю область инженерного искусства; однако идеи эти сыграли большую роль в революционизировании машиностроения, приведя к созданию турбины, двигателя внутреннего сгорания и холодильника, чем в усовершенствовании старого поршневого двигателя.
Новые события разделили совокупность генерируемой энергии на две более удобные и легче приспособляемые половины. Двигатель внутреннего егорания привел к внедрению легкого силового двигателя к автомобилю, и позднее — к самолету; паровая турбина привела к созданию мощных двигателей для огромных судов и к выработке подлежащей распределению электрической энергии. Хотя они и являлись продуктом XIX века, однако нашли себе сферу применения только в XX веке (431).