В. Морозов - История инженерной деятельности

• Название: История инженерной деятельности
• Автор: В. Морозов
• Жанр: Техническая литература

В. В. Морозов, В. И. Николаенко

ИСТОРИЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Курс лекций для студентов всех специальностей дневного и заочного обучения

УТВЕРЖДЕНО редакционно-издательским советом университета

Харьков 2007

В учебном пособии анализируется содержание инженерной деятельности, рассматривается развитие с древнейших времен для нашего времени.

Пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения, а также всех, кто интересуется историей развития техники.

Історія інженерної діяльності.

Курс лекцій для студентів усіх спеціальностей денного та заочного форм навчання – В.В.Морозов, В.І.Ніколаєнко – Харків: НТУ “ХПІ”, 2007. – 336 с. – Рос.мовою.

В учбовому посібнику аналізується зміст інженерної діяльності, розглядається розвиток техніки з найдавніших часів до сучасності.

Посібник призначено для студентів денної та заочної форм навчання, а також для усіх, хто цікавиться історією розвитку техніки.

© В.В.Морозов, В.І.Ніколаєнко, 2007 р.

---

Или возьмем известных нам семь чудес света. Эти великие произведения древних мастеров поражали воображение современников своей монументальностью, простотой, оригинальностью решения инженерных проблем при создании этих классических чудес. Почти все они сделаны из камня. Трудно сказать, какое из чудес чудесней. Может быть, восьмое? Из металла?

На заре своего существования человек сталкивался главным образом с камнем. Но однажды он нашел ярко окрашенный кусок медной руды. Самые первые металлические орудия человек изготовил именно из самородной меди в Египте в V тысячелетии до н.э. Несколько позже появилась бронза – сплав меди с оловом и другими металлами.

Медь и ее сплав с оловом – бронза – долгое время были самыми распространенными металлами. Целая эпоха в развитии человечества называлась бронзовым веком. Шествие бронзы по планете было стремительным. Но вот загадка. Почему первые изделия из бронзы появились именно там, где совершенно не было необходимого сырья, и олово везли морем с Кавказа, Пиренейского полуострова и Британских (оловянных) островов к древним очагам цивилизации – в Египет и Двуречье? Видимо, металлургия пришла в Египет из какой-то другой страны.

Бронзовый век принес человечеству новые загадки. Археологи до сих пор находят такие бронзовые изделия, которые смущают даже современных металлургов. Несколько лет тому при проведении археологических раскопок найдена бронзовая статуя лежащего Будды длиною около 10 метров. Ученые утверждают, что «возраст» этой уникальной отливки 7000–8000 лет. Процесс получения фасонных бронзовых отливок известен в Абиссинии, Египте, Индии, Древней Греции еще в IV–III тысячелетиях до н.э., т.е. литейное ремесло является одним из старейших на нашей планете.

В национальном музее Египта в Каире хранится литая бронзовая скульптура одного из фараонов. Скульптуре около 2500 лет. Она отлита в рост человека и является пустотелой, со стенками толщиной от 15 до 30 миллиметров. Следует заметить, что никакой другой способ обработки металлов не может соперничать с литьем в деле создания произведений подлинного искусства. Это подтверждают века человеческой истории. Известна, например, крупная бронзовая статуя Афины Промахос на Акрополе высотой более 15 метров, изготовленная в мастерской знаменитого греческого скульптора Фидия около 460 года до н.э.

Как все это было выполнено, какова технология решения этих проблем? В раскопках, относящихся еще к VIII–VI векам до н.э., археологи находят ножи, наконечники стрел, щиты и шлемы, изготовленные из меди и бронзы. Литейщики того времени, творившие на территории нынешнего Пенджаба, умели отливать серпы, пилы, копья, мечи, кинжалы, топоры. Как изготовливались эти предметы быта, орудия, украшения?

Длинный и сложный путь к прогрессу прошел человек. От каменного топора – к меди и бронзе, к железу и металлам космической эры.

Легенд, вымыслов, небылиц хватало в истории техники во все времена. Нельзя, конечно, всерьез относится к технологическим рецептам превращения меди в золото с помощью пепла василиска, размягчения драгоценных камней в крови козла или производства небьющегося стекла путем сбрызгивания его поверхности кровью дракона. Однако в тайниках души нет-нет да и шевельнется слабая надежда на чудо: «Вдруг в глубине веков спрятано что-то удивительное, загадочное и такое нужное нам сегодня?» Хочется верить, что тысячелетия назад в небе Древней Индии летали реактивные самолеты – виманы (тем более, что аппарат, построенный по указаниям древних рукописей, поднимался в воздух в 1895 году, за восемь лет до полета братьев Райт). Или что великий Леонардо да Винчи действительно создал водолазное снаряжение, «в котором можно находится под водой как угодно долго»…

Что же могли и чего не могли старые мастера-ремесленники?

Успехи ремесленничества в решении инженерно-технических задач неоспоримы, и все же этот путь развития технического творчества – тупиковый!

Но не разобравшись в прошлом, нельзя осмыслить диалектику сегодняшних перемен в инженерном деле.

Инженерную сторону технической деятельности периода ремесленного производства оценивают по-разному. Чаще всего источники технического творчества ремесленников видят в обыденном, хаотически накопленном знании, основанном на «голом эмпиризме, простых обобщениях, наблюдениях и рецептах»[7], т.е. в профессиональной сноровке. Случай, удача не нуждаются в письменных правилах.

В то же время сторонники этого подхода признают, что «совокупность взаимосвязанных процессов и приемов, эмпирически освоенных в тысячелетней практике их осуществления и изменения»[8], есть реальное, хотя и не теоретическое знание, которое зафиксировано в виде практических навыков, расчетно-рецептуар-ных технологических схем.

Другая концепция гласит, что наука и инженерия – прямые потомки практических искусств и ремесел, ибо «осмысление опирающейся на эмпирические наблюдения практики создания и использования новых технических средств исторически было первой формой новых понятий технического знания»[9].

Какой же из этих подходов ближе к истине? Как следует относится к ним?

И в том, и в другом содержится «рациональное зерно», однако оба они не отражают сути ремесла как способа технического творчества. Это явление со своей необычной логикой трудно поддается пониманию человека, воспитанного в духе научного мировоззрения. Донаучное знание – функциональный заменитель науки – не было результатом целенаправленного изучения природы. Законы мира, качества предметов осваивались непосредственно – чувствами, руками, а уж потом мышлением. Не было деления на «знать» и «применять знания»; теория и практика были неразделимы и с точки зрения, современной науки – неформализуемы. Интересен анализ истории бронзолитейного ремесла, проведенный историками.

Человечество освоило металлы и их сплавы еще на заре цивилизации. Постепенно создавались технологические приемы, рецепты, инструменты. Возникли и письменные памятники, хранящие ремесла. Эти своеобразные технические «энциклопедии», (в числе их авторов Плиний, Теофил Пресвитер, Бирингуччо) определяли нормы технической практики. Тогда возникает вопрос, чем же это не теория ремесла, чем же не наука? Дело в том, что подобные трактаты содержали не систему, а набор знаний, правильные рецепты соседствовали с ошибочными или фантастическими. И, кроме того, письменные сборники передавали лишь часть практического знания (отсюда и легенды о секретах древних мастеров).

Показательна в этом отношении древнекитайская книга «Чжоу ли» («Записка для контроля работы ремесленников»), хронологически относящаяся к III в. до н.э. В ее главе «Као-гун-цзы» («Шесть рецептов») приведены пропорции соотношения меди и олова в сплавах для различных изделий. Для колоколов и котлов, к примеру, требуется 1/6 часть олова и 5/6 меди, для мечей – 1/3 олова и 2/3 меди, для зеркал медь и олово берутся поровну и т.п. Казалось бы, все ясно. Бери, переплавляй, отливай. Не тут-то было! При наличии примесей более 2 % о собственных физических свойствах сплава меди и олова нужно забыть. Так что за коротенькой формулой рецепта прячется неописанная, но необходимая технологическая система очистки исходных материалов. Измерить количество инородных примесей в металле древний мастер не мог; тем не менее ему удавалось получить нужный сплав с соответствующими качествами. Каким образом? Успешные действия металлургов прошлого основывались на наглядно-чувственном способе технического мышления, внешней формой которого служил рецепт.

По отношению к донаучному этапу технической деятельности понятие рецепта… наполняется существенно другим содержанием, чем по отношению к его современным нормам. Сейчас в нашем понимании рецепт или рецептурность есть действительно слепой эмпиризм, сборник сведений на все случаи жизни или правило обыденного сознания. В условиях же донаучного сознания рецепт, эта элементарная абстракция в форме числового отношения… образует некоторую первичную разновидность технического языка, возникающего как средство достижения определенной цели.

Образно говоря, технологический рецепт времен средневековья представлял собой «вершину айсберга», тогда как главная, невидимая нам часть ремесленного мастерства состояла в особом способе мировосприятия. Рабочему и в наши дни приходится иногда работать «на глазок», скажем, определять температуру нагретого металла для его закалки. Так же действовали металлурги и кузнецы тысячелетия назад. Но если для ремесленников прошлого признаком этой готовности был сам цвет, то для современного рабочего цвет является прежде всего показателем нужного температурного режима. Абстракция вытесняет красочность в буквальном смысле слова. Для того чтобы действовать, рабочему наших дней недостаточно чувственных впечатлений, они должны быть соотнесены с абстрактным научным понятием.