Развитие науки и техники в XVIII-XX веках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт

(Технический Университет)

Кафедра истории Отечества, науки и культуры

Реферат

Тема: Развитие науки и техники в XVIII-XX веках

Студент: Ларин Иван

Руководитель: Скворцов К.Н.

Оценка________________(подпись руководителя)

Санкт-Петербург

2012 г.

Содержание

Введение

Глава 1. Зарождение и развитие системы

1.1 Предпосылки интеграции

1.2 Открытия и персоналии

Глава 2. Расцвет и падение

2.1 Не зная пределов

2.2 Ещё одно мнение

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Круг возможностей человека за последнее время значительно расширился. Например, пообщаться с аборигеном Австралии можно не выходя из дома: компьютерные технологии позволяют реализовать данное желание без труда. Возрастные нарушения зрения сравнительно успешно корректируются при помощи лазера. Химические свойства самых разных веществ находят всё более практическое применение, и мистический налёт учения алхимиков улетучивается, как спелых яблонь дым. Всё это принято называть «научно-технический прогресс». Развитие мира, по убеждению автора, происходит по модели «спираль», то есть, происходят явления, носящие циклический характер, но всякий раз в новом приложении. Например, суть войны -- насилие, но совершать его можно при помощи самых разнообразных орудий (от деревянных дубин до лазерного, химического и ядерного оружия) и методов (от физических истязаний до «промывания мозгов»), а войн прошлое нашей планеты насчитывает немало. Если выделить один из таких периодов, то суть его будет такой же, что и в прошлом(а равно и в будущем), но форма будет уникальной, а потому цель данной работы -- проследить развитие формы (точнее, части оной) в определённый исторический момент, а именно, в период с 18 по 20 века.

Периодизацию будет проводиться не только по хронологическому принципу (то есть, учитывая временные рамки событий, «количественно»), но и по значимости отдельных фигур и их действий(«качественно»).

В 18 веке на передовой научно-технической мысли оказалась западная Европа: это и будет отправная точка.

Глава 1. Зарождение и развитие системы

1.1 Предпосылки интеграции

К восемнадцатому веку объём знаний об окружающем мире, накопленный человечеством, достиг внушительного предела. Образовательная система была поставлена сравнительно неплохо, но особенностью её была некоторая обособленность изучаемых дисциплин друг от друга. Арифметику и геометрию, конечно, тяжело представить разделёнными, равно как и химию с анатомией. Первые врачи были такими же естествоиспытателями, как и первые химики, просто области деятельности были разные, и отношение, соответственно, тоже разнилось: если медики пользовались вполне заслуженным почётом (Авиценна, например, или Парацельс), то алхимиков чаще всего ждал застенок инквизиции или сразу костёр. Однако по мере продвижения науки вперёд становится ясно, что без этой самой «бесовщины» невозможно двигаться дальше. Тёмные века минули, и всё больше появляется людей учёных. Но настоящее образование -- это в первую очередь широкий кругозор, а потому список образовательных дисциплин постепенно увеличивается, причём это не только дань времени (в восемнадцатом веке было модным среди европейцев быть осведомлённым в области естественных наук). И для всё большего количества учёных становится непонятным факт отрицания некоторых естественно-научных дисциплин под предлогом мракобесия. Кроме того, наблюдаются явления и совершаются открытия, которые невозможно (или крайне трудно) объяснить в рамках известных научных теорий. Всё это приводит к объединению мощных пластов химии, физики, анатомии и других естественных наук. Медицина берёт у химии строгую номенклатуру и постепенно формируются смежные области: ятрохимия, токсикология, фармакология и др. Химия заимствует у физики мощный расчётный математический аппарат, делясь, в свою очередь, знанием о строении веществ и помогая создать «ядерную физику». Математика получает мощный толчок к развитию (этому, в частности, способствует Великая французская революция), развивая все «сотрудничающие» с ней дисциплины. Каждая область науки, делясь чем-то своим (не теряя, разумеется, при этом совершенно ничего), обогащается за счёт других, но взаимопроникновение пока что идёт медленно. Одна из причин - сравнительно долгое обособление наук друг от друга и как следствие, трудность в установлении первичного контакта. Ещё одна немаловажная причина -- отсутствие ума(до поры, конечно), который взял бы на себя смелость совершить нечто столь грандиозное. Отдельные «бусины» были хорошо заметны, да и «нить» уже сформировалась, как требование времени. Не единожды предпринимались попытки систематизации знания, но почти все они были «узкопрофильными», то есть, объединяли сравнительно малый набор дисциплин. И потому одним из самых заметных деятелей истории на данном этапе заслуженно считают сэра Исаака Ньютона. Можно ли говорить о развитии науки в тот период, когда, по выражению Энгельса, «над Францией проносился ураган революции» очистивший страну?

Надо сказать, что до настоящего времени нив литературе по истории науки, ни в трудах по истории революции нет достаточно обстоятельного ответа на этот вопрос, нет монографической разработки этой проблемы, а в общих исторических трудах, подобных «Истории XIX века» Лависса и Рамбо, и даже в серии по истории Франции под редакцией Аното обзоры по истории культуры и науки даны крайне суммарно. При этом они либо приурочиваются к 1814 г. и рассматривают, таким образом, как одно целое политически глубоко отличные периоды -- революции и бонапартистской реакции -- либо общую периодизацию истории науки подчиняют частной периодизации истории развития той или другой дисциплины и тем лишают возможность обозреть и проанализировать данный исторический отрезок времени в целом.

Крупнейший историк революции Матьез совершенно правильно подчёркивал в 1922 г., что «история науки и открытий периода революции ещё ждёт своего историка», что это очередная проблема конкретного исторического исследования.

В то же время необходимо признать, что только начата разработка истории экономики и техники во Франции конца XVIII в., в теснейшей связи с которыми должна изучаться история науки; и лишь за последнее десятилетие перед империалистической войной началась систематическая публикация громадного, почти не тронутого до того фонда архивных материалов. Поэтому вполне своевременно подойти к освещению вопроса о роли науки и учёных Франции в период революции и об отношении к ним революционных властей, а также к характеристике основных научных и научно-философских течений, господствовавших тогда в отдельных дисциплинах, и, наконец, к выяснению чрезвычайно важного вопроса о взаимоотношении теории и практики в этот период бурного социально-экономического и культурного переустройства страны. Появившиеся в 20-х годах XX в. ценные публикации и монографии по экономической истории Франции конца XVIII в. с очевидностью вскрывают тот факт, что в это время для Франции с особой остротой встал вопрос о необходимости «догнать» её исконную соперницу на международной арене -- Англию, -- опередившую Францию в технико-экономическом отношении, в частности в области металлургии, текстильной промышленности и в области сельского хозяйства.

Правительство дореволюционной Франции лишь урывками уделяло внимание вопросам развития промышленности (при Трюдэне, Тюрго) и то преимущественно производству предметов роскоши (фарфор, дорогие сорта стекла, зеркала, шёлк) и объектам военного значения. Но даже и в этой последней области оно раскачивалось так медленно и успело сделать так мало, что оставило Францию в полной зависимости от внешних рынков. Так, перед самой англо-американской войной заказы на поставку орудий были сданы английскому заводу Вилькинсона с риском, что после вступления в эту войну

Франции Вилькинсон прекратит снабжение её орудиями как противника.

Роль учёных Франции конца XVIII в. в развитии отечественной промышленности и техники с достаточной ясностью вырисовывается из уже опубликованных, хотя и распылённых материалов, имеющихся в распоряжении историка, находящегося даже за пределами Франции.

Выясняется, что представителями науки, культурнейшими слоями буржуазии, вполне осознавшими необходимость быстрейшего перехода Франции к более прогрессивной экономике, проявлена была большая инициатива, огромная настойчивость и энергия. Их роль в сближении науки с жизнью страны чрезвычайно велика и плодотворна. Особенно ценными и значительными были результаты их деятельности в области химии и физики, блестящее развитие которых с 80-х годов открыло новые пути к пониманию материи как основы природы и к овладению её свойствами в целях служения человеку и обществу

Не менее важна в изучаемый период и роль тех учёных, которые, продолжая дело великих представителей французского Просвещения, сближали науку с философией и содействовали выработке материалистического миропонимания. Ибо, по прекрасной формуле, данной Энгельсом, науки становятся совершеннее, примыкая «с одной стороны, к философии, с другой -- к практике».

Демократический характер и практический жизненный уклон созданных революционными правительствами и в особенности Конвентом научных учреждений и школ обеспечил Франции не только формирование научных и преподавательских, но и инженерно-технических кадров, в которых она так нуждалась для ликвидации своей экономической отсталости по сравнению со своей политической соперницей -- Англией.

Ещё более важным результатом культурного творчества революции было то, что наука впервые заняла подобающее ей место в государстве и перестала быть частным делом «философов». Успехи европейской науки в XIX в. в значительной мере обусловлены работами плеяды блестящих математиков, физиков, инженеров -- питомцев Политехнической школы -- и естествоиспытателей, взращённых на богатейших коллекциях Музея естественных наук.

Характеристика, данная Энгельсом периоду реформации, может быть повторена и в отношении Французской революции; последняя также была «эпохой, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страстности и характеру, по многогранности и учёности»; но особенно характерно для этих людей то, что они «почти все живут всеми интересами своего времени, принимают участие в практической борьбе, становятся на сторону той или иной партии и борются, кто словом и пером, кто мечом, а кто и тем, и другим. Отсюда та полнота и сила характера, которая делает из них цельных людей».11 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки в эпоху Французской буржуазной революции 1789-1794гг. / О.А. Старосельская-Никитина.- Историк-марксист №3, 1939 -- С. 1.

научный открытие техника

1.2 Открытия и персоналии

Дисциплины, «ведущие» в течение всего предшествовавшего периода истории науки: астрономия, математика и механика -- продолжают и в революционной Франции развиваться вглубь и вширь. В 50-70-х годах XVIII в. эти науки достойно представленные в ряде научных центров Европы, всё же с огромной силой тяготеют к Петербургской Академии Наук с её «солнцем» - великим математиком Леонардом Эйлером. После его смерти, в 1783 г., наблюдается группирование первоклассных учёных этих отраслей знания вокруг Парижской Академии Наук, особенно с момента переезда в Париж Жозефа Луи Лагранжа, в 1787 г.

Лагранж периода революции -- это вполне сложившийся, зрелый учёный с мировым именем, сделавший уже крупный вклад в разработку проблем математики и астрономии. К началу революции Лагранжем был уже создан основной труд его жизни - «Аналитическая механика», первое издание которой вышло в Париже в 1788 г. В течение остального периода его жизни , до 1813 г., одной из важнейших работ Лагранжа была подготовка к печати второго издания «Аналитической механики». В то же время Лагранж был председателем и членом комиссий по реализации метрической системы. Он работал главным образом над созданием её научной, в частности, астрономической базы. Кроме того, Политехническая школа обязана Лагранжу курсом анализа («Теория аналитических функций» и «Исчисление функции»).

Хотя есть в истории такой момент, когда Лагранж, потрясённый казнью Бальи, Лавуазье и некоторых других учёных, подумывает об отъезде из Франции, сокрушаясь по поводу «бесплодия», «тяжёлого кризиса математических наук нынешнего времени», всё же кипучая творческая деятельность собратьев по науке(Карно, Монж, Лежандр и др.) захватывает и его.

Гаспар Монж -- один из самых значительных деятелей в области начертательной геометрии. Именно ему принадлежит «прекрасная теория кривых», которой так завидует Лагранж. Дело его продолжает один из лучших учеников его школы -- Лазарь Карно. В 1783 г. он публикует работу «Опыт о машинах вообще», и это ставит его имя в один ряд с вышеупомянутыми деятелями науки, ибо своим новым пониманием близости основных научных дисциплин он предвосхищает новую эру в математике(а с этим, что естественно, и связанных с нею наук).

О систематизации данных свидетельствует также работа Лежандра «Элементы геометрии», опубликованная в 1794 г. Чего-то принципиально нового она в науку не внесла, однако стала одним из лучших руководств по преподаванию строго структурированного материала. Область охвата этого пособия широка: геометрия, математика, астрономия, геодезия, картография, причём не только(и даже не столько) в виде теоретических выкладок, сколько в практических руководствах к действию.22 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 2.

Бурное развитие математики способствует не менее бурному развитию «ещё одной самой абстрактной дисциплины» -- философии. Казалось бы, какое отношение имеет философия к «точным» наукам? Внимательный взгляд позволяет со смелостью утверждать: самое непосредственное. Осязаемость того, что считалось ранее «знаком неба», превращение этого явления в обыденность(хотя бы дамба против наводнения, или молниеотвод) поневоле вызывает «материализацию» мышления, «приземлённость», и в цинизме(самым изощрённым проявлением которого, по мнению автора, можно назвать равнодушие) она достигает своего пика. Значит, формирование определённых взглядов можно назвать вполне закономерным следствием(или сопутствующим процессом) некоторых явлений(в данном конкретном случае -- развития науки).

Работы Пьера Лапласа «Изложение системы мира» (1796 г.) и пятитомный трактат «О небесной механике» (публиковался с 1799 по 1825 гг.) представлена мысль об устойчивости мировой системы, об отсутствии каких-либо(даже формальных) угроз жизни на Земле. В целом, эта работа -- антипод «Начал» сэра Исаака Ньютона, предполагавшего возможность(а чаще -- увы! -- необходимость) вмешательства для восстановления утраченного равновесия.

Астрономия, механика и математика конца XVIII в. в лице Лагранжа и Лапласа разрешили проблему устройства Вселенной вполне научно, без допущения каких-либо теологических гипотез, в плане механистического детерминизма, и лишь после его смерти буржуазная реакционная наука не раз пыталась не раз делать угодные ей идеалистические выводы из его концепции. Именно «Изложение системы мира» можно считать первой стройной и последовательной попыткой объяснения всех накопленных наукой астрономических наблюдений при помощи принципа тяготения и законов физики и в особенности механики. В объяснении астрономических наблюдений Лаплас оперирует лишь с материей и её движением. Стремление Лапласа базироваться на изучении природы, наблюдении и опыте и освободить основные понятия небесной механики от метафизического налёта характеризует не только науку и мировоззрение Просвещения, но и более позднего периода(в частности -- периода революции).

Не «обошёл вниманием» истинный философ Лаплас и математику, точнее, такую её часть, как «теория вероятностей». Изначально она создавалась для просчёта возможности выигрыша в азартных играх, но в более позднее время аппарат был благополучно позаимствован другими отраслями знания, например, понятие «пожизненная рента» впервые появилось в Италии в связи с расчётом средней продолжительности жизни(статистика).33 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 3-4.

Касательно математики в скобках ещё укажем, что более поздние разработки таких титанов мысли, как Лобачевский и Риман, -- без преувеличения -- поставили с ног на голову картину мира, подтвердив тем самым правоту сэра Исаака Ньютона в очередной раз.

Развитие химии, физики и астрономии пробуждает в исследователях интерес не только к тайнам Вселенной, но и к более «приземлённым» вещам: биологии, ботанике, зоологии, естествознанию. Становится очевидным, что классификация Карла Линнея устарела в плане описания взаимосвязей разных видов, и перед наукой ставится задача построения более стройной теории. Эту задачу берут на себя одни из виднейших учёных того времени: Ламарк и Жоффруа Сент-Илер. Понятие «родство», узкое у Линнея, приобретает более широкий смысл и рассматривается уже не как «близость к природе» вообще, а как следствие общности происхождения видов и изменения в процессе развития. Перу Ламарка, известного далеко за пределами Франции ботаника, принадлежит трёхтомный определитель растений «Флора Франции». В 1791 г. он выполняет большую работу по составлению «иллюстраций родов растений» для «Методической энциклопедии» (два тома текста и три тома таблиц). В 1792 г. Ламарк совместно с Оливье и Пеллетье начинает издавать «Журнал естественной истории», в котором публикует ряд статей общего характера и посвящённых ботанике: «О естественной истории вообще», «Об изучении естественных отношений». Основной задачей данных работ является установление естественной системы для классификации растений.

В 1793 г. Ботанический сад был реорганизован Конвентом в Музей естественных наук; кафедры ботаники в последнем оказались занятыми прежними профессорами, и Ламарку пришлось принять впервые учреждённую кафедру зоологии низших животных - «насекомых и червей». Пятидесятилетний Ламарк после года подготовки становится зоологом и в своих лекциях, которые читает вплоть до 1818 г., когда он слепнет окончательно, на огромном материале Музея и им самим собранных коллекций создаёт капитальный, семитомный труд «Естественная история беспозвоночных животных» (1815-1822). Следует отметить, что эта работа является, главным образом, повторением того, что он уже формулировал в своей «Философии зоологии», принципиально же новым элементом становится законченная система классификации, основанная не только на анатомических, но и психических признаках.44 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 6.

Успехи французской научной мысли XVIII в. громадны, что, однако, не помешало и некоторому «практическому применению» оной учёными мужами: примерно в 80-е годы XVIII в. создаётся ряд крупных мануфактур, во главе которых стоят главным образом физики и химики. Они были иногда единоличными владельцами предприятий (Бюффон, Монж, Шапталь), иногда пайщиками акционерных компаний (Лавуазье, Гитон де Морво, Леблан), иногда же только администраторами и организаторами (Перье). Они создавали предприятия на научных основах, создавая при них лаборатории, проводя ряд предварительных экспериментов, как в лабораторных условиях, так и на заводах, привлекали немецких и английских специалистов, применяли самые последние достижения техники (паровые двигатели, домны на коксе и др.).55 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 8.

Столь удачное сочетание теории с практикой приводит к быстрому и мощному развитию всех естественных наук, особенно химии (вплоть до образования так называемой «французской школы химии»). Хотя «официально» развитие химии приурочивают к 80-м годам, автор считает правильным упомянуть, что основные физико-химические представления были сформулированы Ломоносовым ещё в середине века.

В 1789 г. выходит «Трактат по химии» Лавуазье -- основной курс новой антифлогистонной химии с кислородной теорией горения и кислородной теорией кислот, построенный на базе обновлённой химической номенклатуры, на базе первой систематики веществ. В нём были также опубликованы также изыскания Лавуазье 1787-1788 г. о брожении алкогольных веществ, на основе которых он впервые сформулировал закон сохранения материи, этот основной закон естествознания.

В 1789 г. коллективом химиков и физиков (Лавуазье, Фуркруа, Воклэн, Гитон де Морво, Бертолле, Монж, Шапталь) был основан журнал «Химические анналы». Самое название журнала в его полном виде, говорило о том, что на его страницах будут печататься статьи о приложении химии к «зависящим от неё техническим искусствам». Появление этого журнала чрезвычайно показательно для курса, взятого учёными Франции на приложение к жизни результатов, полученных новой наукой, на создание новой промышленной техники и технологии. Всё это приводит к тому, что в начале XIX в. во Франции проявляется тенденция к объединению ряда производств, связанных технологической линией (например, производство серной кислоты, едких щелочей).66 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 9.

Теоретические познания о свойствах железа и других металлов у французских учёных на тот момент были велики, на практике же сталелитейное производство в Англии было поставлено намного лучше. Для ликвидации отсталости были призваны те же учёные умы, результатами чьих трудов стали «Руководство для рабочих... по выделке стали» (Бертолле, Вандермонд, Монж), «Описание технического литья пушек» (Монж) и другие трактаты и практические пособия, в которых в доступной форме излагаются основы функционирования металлургического производства.77 Старосельская-Никитина, О.А. Очерки об истории науки... -- С. 10.

Подводя промежуточный итог, можно сказать, что период со второй половины XVII в. до первой половины XIX в. - это был качественный шаг в продвижении науки. Открытий было совершено сравнительно немного, но заложены были основы научного знания современности.

Глава 2. Расцвет и падение

2.1 Не зная пределов

Надо заметить, большая часть населения Западной Европы оставалась неграмотной по части «вещей самых элементарных» практически до начала девятнадцатого века. Лишь социальные сдвиги (как следствие -- повышение общего уровня жизни населения, а равно и потребность новых производств в квалифицированной рабочей силе) позволили значительной части простого народа получать хорошее образование наравне со вчерашней знатью. Извечные соперницы -- Франция и Англия -- совершили переход к обязательному образованию всех детей до 12 лет в виде закона соответственно от 1882 и 1870 года. В этой связи уместным будет упомянуть Швецию в качестве своего рода пионера обязательного образования: в 1686 г. был принят закон, обязавший главу семейства обучать своих домочадцев и слуг. И так как за этим законом монументально возвышалась лютеранская церковь, то исполнялся он неукоснительно (одной из важнейших обязанностей лютеранина является самостоятельное чтение Библии). Без обладания некоторым запасом знаний и умений невозможно было даже жениться, так что становится вполне понятным лидирующее положение Швеции в конце XVIII в. по части образования. И это при том, что формально закон об обязательном образовании был принят в 1880-х гг.

К концу XIX в. количество грамотного мужского населения достигает не менее 90 % от общего числа жителей Западной Европы. Во многих странах открываются университеты, хотя обучение там всё ещё остаётся привилегией аристократии. Возможность обучать детей в средней школе была только у семей зажиточных, а оттуда была прямая дорога в высшее учебное заведение. Редким (в то время) исключением мог быть нищий студент с талантом от Творца. Но уровень доходов населения растёт и неуклонно возрастает процент «средней прослойки»: людей среднего достатка, способных вполне сносно жить за свой счёт. И вчерашние аристократы с позавчерашней знатью садятся всё чаще на одну скамью с простолюдинами.

Признаки нарастающей интеграции уже хорошо заметны: паровой двигатель и металлургия формируют смежную отрасль -- машиностроение, и XIX в. получает красноречивое имя: «век железа и пара». Паровой двигатель при всех его минусах показал по меньшей мере один плюс: более высокая мощность, чем у паруса и лошади. Всё более востребованными становятся средства передвижения с паровым двигателем. В 1803 г. механик Ричард Тревитик построил первый паровоз, заменивший лошадей на одной из рельсовых дорог в Уэльсе - однако Тревитику не удалось получить поддержку предпринимателей. Пытаясь привлечь внимание к своему изобретению, Тревитик устроил аттракцион с использованием паровоза, но в конце концов, разорился и умер в нищете. Судьба была более благосклонна к Джорджу

Стефенсону, механику-самоучке, получившему заказ на постройку локомотива для одной из шахт близ Ньюкасла. В 1815 году Стефенсон построил свой первый паровоз, а затем руководил строительством железной дороги длиной более 50 км. Главной идеей Стефенсона было выравнивание пути с помощью создания насыпей и прорезки выемок, таким образом достигалась высокая скорость движения. В 1830 году Стефенсон завершил строительство первой большой железной дороги между городами Манчестер и Ливерпуль; для этой дороги он сконструировал паровоз «Ракета», на котором впервые применил трубчатый паровой котел. «Ракета» везла вагон с пассажирами со скоростью 60 км/час; выгоды от дороги были таковы, что Стефенсону сразу же предложили руководить строительством дороги через всю Англию от Манчестера до Лондона. Позже Стефенсон строил железные дороги в Бельгии и в Испании. В 1832 году была пущена первая железная дорога во Франции, немного позже - в Германии и США; локомотивы для этих дорог изготовлялись на заводе Стефенсона в Англии. Появление станков, паровых машин, паровозов и пароходов коренным образом изменило жизнь людей. Появление фабрик, выпускающих огромное количество дешевых тканей, разорило ремесленников, которые работали на дому или на мануфактурах. В 1811 году в Ноттингеме вспыхнуло восстание ремесленников, которые ломали машины на фабриках - их называли «луддитами». Восстание было подавлено. Разоренные ремесленники были вынуждены уезжать в Америку или идти работать на фабрики. Труд рабочего на фабрике был менее квалифицированным, чем труд ремесленника, фабриканты часто нанимали женщин и детей, за 12-15 часов работы платили гроши. Было много безработных и нищих, после голодных бунтов 1795 года им стали платить пособия, которых хватало на две булки хлеба в день. Население стекалось к фабрикам, и фабричные поселки вскоре превращались в огромные город; в 1844 году в Лондоне было 2, 5 млн. жителей, причем рабочие жили в перенаселенных домах, где в одной комнатке, часто без камина, теснилось по несколько семей. Рабочие составляли большую часть населения Англии; это было новое индустриальное общество, не похожее на Англию XVIII века. Основной отраслью английской промышленности в первой половине XIX века было производство хлопчатобумажных тканей. Новые машины позволяли получать 300 и более процентов прибыли в год и выпускать дешевые ткани, которые продавались по всему миру. Это был колоссальный промышленный бум, производство тканей увеличилось в десятки раз. Однако для новых фабрик требовалось сырье - хлопок; поначалу хлопок был дорог из-за того, что его очистка производилась вручную. В 1806 году американец Эли Уитни создал хлопкоочистительную машину; после этого в южных штатах наступила “эра хлопка”, здесь создавались огромные хлопковые плантации, на которых работали рабы-негры. Таким образом расцвет американского рабства оказался непосредственно связан с промышленной революцией.

К 1840-м годам Англия превратилась в «мастерскую мира», на ее долю приходилось более половины производства металла и хлопчатобумажных тканей, основная часть производства машин. Дешевые английские ткани заполнили весь мир и разорили ремесленников не только в Англии, но и во многих странах Европы и Азии. В Индии от голода погибли миллионы ткачей; вымерли многие большие ремесленные города, такие как Дакка и Ахмадабад. Доходы, на которые раньше существовали ремесленники Европы и Азии, теперь уходили в Англию. Многие государства пытались закрыться от английской товарной интервенции - в ответ Англия провозгласила «свободу торговли»; она всячески - зачастую с использованием военной силы - добивалась снятия протекционистских таможенных барьеров, «открытия» других стран для английских товаров.

В 1870-х годах в развитии мировой экономики наступил знаменательный перелом, этот перелом был связан с колоссальным расширением мирового рынка. В предыдущий период масштабное строительство железных дорог привело к включению в мировую торговлю обширных континентальных областей; появление пароходов намного удешевило перевозки по морю. На рынки огромным потоком хлынула американская и русская пшеница - цены на пшеницу упали в полтора, в два раза. Эти события традиционно называют «мировым аграрным кризисом». Они привели к разорению многих помещиков в Европе - но вместе с тем обеспечили дешевым хлебом миллионы рабочих. С этого времени наметилась промышленная специализация Европы: многие европейские государства теперь жили за счет обмена своих промышленных товаров на продовольствие. Рост населения больше не сдерживался размером пахотных земель; бедствия и кризисы, порождаемые перенаселением, ушли в прошлое. На смену прежним законам истории пришли законы нового индустриального общества.

Промышленная революция дала в руки европейцев новое оружие - винтовки и стальные пушки. Уже давно было известно, что ружья с нарезами в канале ствола придают пуле вращение, отчего дальность увеличивается вдвое, а кучность в 12 раз. Однако зарядить такое ружье с дула стоило немалого труда, и скорострельность была очень низкой, не более одного выстрела в минуту. В 1808 году по заказу Наполеона французский оружейник Поли создал казнозарядное ружье; в бумажном патроне помещались порох и затравка, взрываемая уколом игольчатого ударника. Если бы Наполеон вовремя получил такие ружья, он был бы непобедим - но дело в том, что изготовление казенного затвора требовало ювелирной точности, а у Поли не было высокоточного токарного станка. Позже, когда появился станок с суппортом Модсли, помощник Поли, немец Дрейзе сконструировал игольчатое ружье, которое было в 1841 году принято на вооружение прусской армии. Ружье Дрейзе делало 9 выстрелов в минуту - в 5 раз больше, чем гладкоствольные ружья других армий. Дальность выстрела составляла 800 метров - втрое больше, чем у других ружей.

Одновременно произошла еще одна революция в военном деле, вызванная появлением стальных пушек. Чугун был слишком хрупок и чугунные пушки часто разрывались при выстреле; стальные пушки позволяли использовать значительно более мощный заряд. В 1850-х годах английский изобретатель и предприниматель Генри Бессемер изобрел бессемеровский конвертер, а в 60-х годах французский инженер Эмиль Мартен создал мартеновскую печь. После этого было налажено промышленное производство стали и производство стальных пушек. В России первые стальные пушки были изготовлены на Златоустовском заводе под руководством П. М. Обухова; затем было организовано производство на заводе Обухова в Петербурге. Наибольших успехов в производстве артиллерийских орудий достиг немецкий промышленник Альфред Крупп, в 60-х годах Крупп наладил массовое производство казнозарядных нарезных орудий. Винтовки Дрейзе и пушки Круппа обеспечили победы Пруссии в войнах с Австрией и Францией - могущественная Германская империя была обязана своим рождением этому новому оружию.

Изобретатели машин, произведших промышленную революцию, не были учеными, это были мастера-самоучки. Некоторые из них были неграмотны; к примеру, Стефенсон научился читать в 18 лет. В период промышленного переворота наука и техника развивались независимо друг от друга. В особенности это касалось математики, в это время появился векторный анализ, французский математик О. Коши создал теорию функций комплексного переменного, а англичанин У. Гамильтон и немец Г. Грасман создали векторную алгебру. Основные достижения физики были связаны с исследованием электричества и магнетизма. На рубеже XVIII-XX веков итальянский физик Вольта создал гальваническую батарею; такого рода батареи долгое время были единственным источником электрического тока и необходимым элементом всех опытов. В 1820 году датский физик Г. Эрстед обнаружил, что электрический ток воздействует на магнитную стрелку, затем француз А. Ампер установил, что вокруг проводника появляется магнитное поле и между двумя проводниками возникают силы притяжения или отталкивания. В 1831 году Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Это явление состоит в том, что если замкнутый проводник при своем перемещении пересекает магнитные силовые линии, то в нем возбуждается электрический ток. В 1833 году работавший в России немецкий ученый Эмилий Ленц создал общую теорию электромагнитной индукции. В 1841 году Джоуль исследовал эффект выделения теплоты при прохождении электрического тока. В 1865 году выдающийся английский ученый Джеймс Максвелл создал теорию электромагнитного поля.

Теория электромагнетизма стала первой областью, где научные разработки стали непосредственно внедряться в технику. В 1832 году русский подданный барон П. В. Шиллинг продемонстрировал первый образец электрического телеграфа. В приборе Шиллинга импульсы электрического тока вызывали отклонение стрелки, соответствующее определенной букве. В 1837 году американец Морзе создал усовершенствованный телеграф, в котором передаваемые сообщения отмечались на бумажной ленте с помощью специальной азбуки. Однако потребовалось шесть лет прежде чем американское правительство оценило это изобретение и выделило деньги на постройку первой телеграфной линии между Вашингтоном и Балтимором. После этого телеграф стал стремительно развиваться, в 1850 году телеграфный кабель соединил Лондон и Париж, а в 1858 году был проложен кабель через Атлантический океан.

Химическая промышленность в первой половине XIX века производила в основном серную кислоту, соду и хлор. В 1785 году Клод Бертолле предложил отбеливать ткани хлорной известью. В 1842 году русский химик Николай Зинин синтезировал первый искусственный краситель, анилин. В 50-х годах немецкий химик А. Гофман и его ученик У. Перкин получили два других анилиновых красителя, розанелин и мовеин. В результате этих работ стало возможным создание анилинокрасочной промышленности, получившей быстрое развитие в Германии. Другой важной отраслью химической промышленности было производство взрывчатых веществ. В 1845 году швейцарец Щёнбейн изобрел пироксилин, а итальянец Асканио Собреро - нитроглицерин. В 1862 году швед Альфред Нобель наладил промышленное производство нитроглицерина, а затем перешел к производству динамита.

В 1840-х годах немецкий химик Юстус Либих обосновал принципы применения минеральных удобрений в сельском хозяйстве. С этого времени началось производство суперфосфатных и калиевых удобрений, Германия стала центром европейской химической промышленности.

Одним из достижений экспериментальной химии было создание фотографии. В XVIII веке был распространен аттракцион с использованием камеры-обскуры. Это был ящик с небольшим отверстием в которое вставлялось увеличительное стекло; на противоположной стенке можно было видеть изображение находящихся перед камерой предметов. В 1820-х годах французский художник Жозеф Непс попытался зафиксировать это изображение. Покрыв слоем горной смолы медную пластинку, он вставлял ее в камеру; потом пластинку подвергали действию различных химикалий, чтобы проявить изображение. Все дело было в подборе фотонесущего слоя, проявителя и закрепителя. Потребовались долгие годы экспериментов, которые после смерти Непса продолжал его помощник Луи Дагер. К 1839 году Дагеру удалось получить изображение на пластинках, покрытых иодидом серебра после проявления их парами ртути; таким образом появилась дагерротипия. Французское правительство оценило это изобретение и назначило Дагеру пожизненную пенсию в 6 тысяч франков.

В конце XIX столетия наступила «Эпоха электричества». Если первые машины создавались мастерами-самоучками, то теперь наука властно вмешалась в жизнь людей - внедрение электродвигателей было следствием достижений науки. «Эпоха электричества» началась с изобретения динамомашины; генератора постоянного тока, его создал бельгийский инженер Зиновий Грамм в 1870 году. Вследствие принципа обратимости машина Грамма могла работать как в качестве генератора, так и в качестве двигателя; она могла быть легко переделана в генератор переменного тока. В 1880-х годах работавший в Америке на фирме «Вестингауз электрик» югослав Никола Тесла создал двухфазный электродвигатель переменного тока. Одновременно работавший в Германии на фирме АЭГ русский электротехник Михаил Доли во-

Добровольский создал эффективный трехфазный электродвигатель. Теперь задача использования электроэнергии упиралась в проблему передачи тока на расстояние. В 1891 году состоялось открытие Всемирной выставки во Франкфурте. По заказу организаторов этой выставки Доливо-Добровольский создал первую ЛЭП высокого напряжения и трансформатор к ней; заказ предусматривал столь сжатые сроки, что не проводилось никаких испытаний; система была включена - и сразу заработала. После этой выставки Доливо-Добровольский стал ведущим электротехником того времени, а фирма АЭГ стала крупнейшим производителем электротехники. С этого времени заводы и фабрики стали переходить от паровых машин к электродвигателям, появились крупные электростанции и линии электропередач.

Большим достижением электротехники было создание электрических ламп. За решение этой задачи в 1879 году взялся американский изобретатель Томас Эдисон; его сотрудники проделали свыше 6 тысяч опытов, пробуя для нити накаливания различные материалы, лучшим материалом оказались волокна бамбука, и первые лампочки Эдисона были «бамбуковыми». Лишь спустя двадцать лет по предложению русского инженера Лодыгина нить накаливания стали изготовлять из вольфрама.

Электростанции требовали двигателей очень большой мощности; эта проблема была решена созданием паровых турбин. В 1889 году швед Густав Лаваль получил патент на турбину, в которой скорость истекания пара достигала 770 м/сек. Одновременно англичанин Чарлз Парсонс создал многоступенчатую турбину; турбина Парсонса стала использоваться не только на электростанциях, но и как двигатель быстроходных судов, крейсеров и океанских лайнеров. Появились также гидроэлектростанции, на которых использовались гидротурбины, созданные в 30-х годах французским инженером Бенуа Фурнероном. Американец Пелтон в 1884 году запатентовал струйную турбину, работавшую под большим давлением. Гидротурбины имели очень высокий к.п.д., порядка 80%, и получаемая на гидростанциях энергия была очень дешевой.

Одновременно с работами по созданию сверхмощных двигателей шла работа над малыми передвижными двигателями. Поначалу это были газовые двигатели, работавшие на светильном газе; они предназначались для мелких предприятий и ремесленных мастерских. Газовый двигатель был двигателем внутреннего сгорания, то есть сгорание топлива осуществлялось непосредственно в цилиндре и продукты сгорания толкали поршень. Работа при высоких температурах в цилиндре требовала системы охлаждения и смазки; эти проблемы были решены бельгийским инженером Этьеном Ленуаром, который и создал в 1860 году первый газовый двигатель.

Однако получаемый из древесных опилок светильный газ был дорогим топливом, более перспективными были работы над двигателем, работавшими на бензине. Бензиновый двигатель потребовал создания карбюратора, устройства для распыления топлива в цилиндре. Первый работоспособный бензиновый двигатель был создан в 1883 году немецким инженером Юлиусом Даймлером. Этот двигатель открыл эру автомобилей; уже в 1886 году Даймлер поставил свой двигатель на четырехколесный экипаж. Эта машина была продемонстрирована на выставке в Париже, где лицензию на ее производство купили французские фабриканты Рене Панар и Этьен Левассор. Панар и Левассор использовали только двигатель Даймлера; они создали свой автомобиль, оснастив его системой сцепления, коробкой передач и резиновыми шинами. Это был первый настоящий автомобиль; в 1894 году он выиграл первые автомобильные гонки Париж-Руан. В следующем году Левассор на своем автомобиле выиграл гонку Париж-Бордо. «Это было безумие! - сказал победитель. - Я мчался со скоростью 30 километров в час!» Однако Даймлер сам решил заняться производством автомобилей; в 1890 году он создал компанию «Даймлер моторен», и десять лет спустя эта компания выпустила первый автомобиль марки «Мерседес». «Мерседес» стал классическим автомобилем начала XX века; он имел четырехцилиндровый двигатель мощностью 35 л. с. и развивал скорость 70 км/час. Эта красивая и надежная машина имела невероятный успех, она положила начало массовому производству автомобилей.

К. п. д. двигателя Даймлера составлял около 20%, к. п. д. паровых машин не превосходил 13%. Между тем согласно теории тепловых двигателей, разработанной французским физиком Карно, к. п. д. идеального двигателя мог достигать 80%. Идея идеального двигателя волновала умы многих изобретателей, в начале 90-х годов ее попытался воплотить в жизнь молодой немецкий инженер Рудольф Дизель. Идея Дизеля состояла в сжатии воздуха в цилиндре до давления порядка 90 атмосфер, при этом температура достигала 900 градусов; затем в цилиндр впрыскивалось топливо; в этом случае цикл работы двигателя получался близким к идеальному «циклу Карно». Дизелю не удалось полностью реализовать свою идею, из-за технических трудностей он был вынужден понизить давление в цилиндре до 35 атмосфер. Тем не менее, первый двигатель Дизеля, появившийся в 1895 году, произвел сенсацию - его к. п. д. составлял 36%, вдвое больше, чем у бензиновых двигателей. Многие фирмы стремились купить лицензию на производство двигателей, и уже в 1898 году Дизель стал миллионером. Однако производство двигателей требовало высокой технологической культуры, и Дизелю многие годы пришлось ездить по разным странам, налаживая производство своих двигателей.

Двигатель внутреннего сгорания использовался не только в автомобилях. В 1901 году американские инженеры Харт и Парр создали первый трактор, в 1912 году фирма «Холт» освоила выпуск гусеничных тракторов, и к 1920 году на американских фермах работало уже 200 тысяч тракторов. Трактор взял на себя не только полевые работы, его двигатель использовался для приведения в действие молотилок, косилок, мельниц и других сельскохозяйственных машин. С созданием трактора началась массовая механизация сельского хозяйства.

Появление двигателя внутреннего сгорания сыграло большую роль в зарождении авиации. Поначалу думали, что достаточно поставить двигатель на крылатый аппарат - и он поднимется в воздух. В 1894 году знаменитый изобретатель пулемета Максим построил огромный самолет с размахом крыльев в 32 метра и весом 3, 5 тонны - эта машина разбилась при первой попытке подняться в воздух. Оказалось, что основной проблемой воздухоплавания является устойчивость полета. Эта задача решалось долгими экспериментами с моделями и планерами. Еще в 1870-х годах француз Пено создал несколько маленьких моделей, приводимых в действие резиновым моторчиком; результатом его экспериментов был вывод о важной роли хвостового оперения. В 1890-х годах немец Отто Лилиенталь совершил около 2 тысяч полетов на сконструированном им планере. Он управлял планером, балансируя своим телом, и мог находиться в воздухе до 30 секунд, пролетая за это время 100 метров. Опыты Лилиенталя закончились трагически, он не смог справиться с порывом ветра и разбился, упав с высоты 15 метров. Работу над созданием планеров продолжили американцы братья Райт, владельцы велосипедной мастерской в городе Дейтоне. Братья Райт ввели вертикальный руль, поперечные рули-элероны и измерили подъемную силу крыльев с помощью продувания в изобретенной ими аэродинамической трубе. Построенный братьями Райт планер был хорошо управляемым и мог держаться в воздухе около минуты. В 1903 году братья Райт поставили на планер небольшой бензиновый двигатель, который они изготовили сами, в своей мастерской. 14 декабря 1903 года Вильбур Райт совершил первый моторный полет, пролетев 32 метра; 17 декабря дальность полета достигла 260 метров. Это были первые полеты в мире, до братьев Райт еще не один аэроплан не мог подняться в воздух. Постепенно увеличивая мощность мотора, братья Райт учились летать на своем аэроплане; в октябре 1905 года самолет продержался в воздухе 38 минут, пролетев по кругу 39 километров. Однако достижения братьев Райт остались незамеченными, и их обращенные к правительству просьбы о помощи остались без ответа. В том же 1905 году братья Райт были вынуждены из-за недостатка средств прекратить свои полеты. В 1907 году Райты посетили Францию, где общественность с большим интересом относилась к полетам первых авиаторов - правда, дальность полетов французских авиаторов измерялась лишь сотнями метров, и их аэропланы не имели элеронов. Рассказы и фотографии братьев Райт произвели во Франции такую сенсацию, что ее эхо докатилось до Америки и правительство немедленно предоставило Райтам заказ на 100 тысяч долларов. В 1908 году новый аэроплан Райтов совершил полет продолжительностью в 2, 5 часа. Заказы на аэропланы посыпались со всех сторон, в Нью-Йорке была основана самолетостроительная компания «Райт» с капиталом 1 млн. долларов. Однако уже в 1909 году произошло несколько катастроф на «райтах», и наступило разочарование. Дело в том, что самолеты братьев Райт не имели хвостового оперения, и поэтому часто «клевали носом». Французские авиаторы знали о необходимости хвостового оперения из опытов Пено; вскоре они позаимствовали у братьев Райт элероны и превзошли своих американских собратьев. В 1909 году Луи Блерио совершил перелет через Ла-Манш. В этом же году Анри Фарман создал первую массовую модель аэроплана, знаменитый «Фарман-3». Этот самолет стал основной учебной машиной того времени и первым аэропланом, который стал выпускаться серийно.

В конце XIX века продолжалась работа над созданием новых средств связи, на смену телеграфу пришли телефон и радиосвязь. Первые опыты по передаче речи на расстояние проводились английским изобретателем Рейсом в 60-х годах. В 70-х годах этими опытами заинтересовался Александр Белл, шотландец, эмигрировавший в Америку и преподававший сначала в школе для глухонемых детей, а потом в Бостонском университете. Один знакомый врач предложил Беллу воспользоваться для экспериментов человеческим ухом и принес ему ухо от трупа. Белл скопировал барабанную перепонку, и, поместив металлическую мембрану рядом с электромагнитом, добился удовлетворительной передачи речи на небольшие расстояния. В 1876 году Белл взял патент на телефон и в том же году продал более 800 экземпляров. В следующем году Дейвиз Юз изобрел микрофон, а Эдисон применил трансформатор для передачи звука на большие расстояния. В 1877 году была построена первая телефонная станция, Белл создал фирму по производству телефонов, и через 10 лет в США было уже 100 тысяч телефонных аппаратов.

При работе над телефоном у Эдисона возникла мысль записать колебания микрофонной мембраны. Он снабдил мембрану иглой, которая записывала колебания на цилиндре, покрытом фольгой. Так появился фонограф. В 1887 году американец Эмиль Берлинер заменил цилиндр круглой пластинкой и создал граммофон. Граммофонные диски можно было легко копировать, и вскоре появилось множество фирм, занимавшихся звукозаписью.

Новый шаг в развитии связи был сделан с изобретением радиотелеграфа. Научной основой радиосвязи была созданная Максвеллом теория электромагнитных волн. В 1886 году Генрих Герц экспериментально подтвердил существование этих волн с помощью прибора, называемого вибратором. В 1891 году французский физик Бранли обнаружил, что металлические опилки, помещенные в стеклянную трубку, меняют сопротивление под действием электромагнитных волн. Этот прибор получил название когерера. В 1894 году английский физик Лодж использовал когерер, чтобы регистрировать прохождение волн, а в следующем году русский инженер Александр Попов приделал к когереру антенну и приспособил его для принятия сигналов, испускаемых вибратором Герца. В марте 1896 года Попов продемонстрировал свой аппарат на заседании Российского физико-химического общества и произвел передачу сигналов на расстояние 250 метров. Одновременно с Поповым свою радиотелеграфную установку создал молодой итальянец Гильермо Маркони; он первым сумел запатентовать это изобретение; а в следующем году организовал акционерное общество для его использования. В 1898 году Маркони включил в свой приемник джиггер - прибор для усиления антенных токов, это позволило увеличить дальность передачи до 85 миль и осуществить передачу через Ла-Манш. В 1900 году Маркони заменил когерер магнитным детектором и осуществил радиосвязь через Атлантический океан: президент Рузвельт и король Эдуард VIII обменялись по радио приветственными телеграммами. В октябре 1907 года фирма Маркони открыла для широкой публики первую радиотелеграфную станцию.

Одним из замечательных достижений этого времени было создание кинематографа. Появление кино было прямо связано с усовершенствованием изобретенной Дагером фотографии. Англичанин Мэддокс в 1871 году разработал сухобромжелатиновый процесс, который позволил сократить выдержку до 1/200 секунды. В 1877 году поляк Лев Варнеке изобрел роликовый фотоаппарат с бромсеребряной бумажной лентой. В 1888 году немецкий фотограф Аншюц создал моментальный шторный затвор. После этого появилась возможность делать моментальные снимки, и вся проблема свелась к созданию скачкового механизма, чтобы производить снимки через промежутки в долю секунды. Этот механизм и первый киноаппарат были созданы братьями Люмьерами в 1895 году. В декабре этого года был открыт первый кинотеатр на бульваре Капуцинов в Париже. В 1896 году Люмьеры объехали все европейские столицы, демонстрируя свой первый кинофильм; эти гастроли имели колоссальный успех.

В конце XIX в. впервые создаются вещества, именуемые теперь пластмассами. В 1873 г. Дж. Хайеттом (США) был запатентован целлулоид -- первое из таких веществ, вошедшее в широкий обиход. Перед Первой мировой войной были изобретены бакелит и другие пластмассы, носящие общее название фенопластов. Производство искусственного волокна началось после того, как в 1884 г. французский инженер Г. Шардонё разработал метод получения нитрошелка; впоследствии научились производить искусственный шелк из вискозы. В 1899 г. русский ученый И. Л. Кондаков положил начало получению синтетического каучука.