Мировоззренческие основы истории России (середина XIX – начало XX вв.). 2-е изд., сокр.

§2. Развитие техники

Развитие техники. В XIX веке идеи в различных сферах техники, науки и организации производства все больше влияли друг на друга. Успехи в одной отрасли техники зависели от достижений в других отраслях.

Машиностроение. Реализация технических идей все больше зависела от возможностей машиностроения, которое становилось становым хребтом промышленного производства. От оснащенности машиностроительного комплекса и состояния обеспечивать выполнение заказов, поступающих от иных отраслей техники и производства, зависела возможность воплощения идей инженеров и конструкторов других отраслей.

Под влиянием новых идей происходили постоянные изменения в транспорте, строительстве, военном деле, металлургии, горном деле, энергетике, что обеспечивало растущий спрос на различные машины. Обеспеченное заказами машиностроение превратилось в одну из основных отраслей промышленности. Возрастающее значение машин в производстве вызывало интенсивное развитие станкостроения.

Непрерывно возраставший спрос на машины создавал объективные стимулы и благоприятные предпосылки для технического творчества и бурного развития самого машиностроения. Рассматриваемый период характеризовался прогрессом в области паровой энергетики, созданием более мощных паровых машин и, что особенно примечательно, изобретением и совершенствованием электрического двигателя, ставшего основой машинного производства.

Создание новых, более совершенных станков и оборудования позволяло конструкторам осуществлять сложные в техническом отношении идеи. Без развитого машиностроения было бы сложно в полной мере реализовать идеи автомобиля, парохода, самолета. Наблюдается все более тесная связь между машиностроением и различными отраслями техники и производства, когда осуществление идеи в одной области позволяет реализовывать идеи в другой сфере. Создание машин нового поколения обусловило качественно новый этап в развитии металлургии и горного дела.

Лидером мирового машиностроения и образцом для подражания была Англия. Россия отставала в этой области промышленности и вынуждена была ввозить многие станки и машины из-за рубежа. Вместе с тем, успешное развитие технических наук создало в России базу для последующего развития отрасли.

Научно-технические идеи, реализованные в машиностроении, позволили перейти к массовому производству сложных машин и техники и тем самым создали основу для будущих преобразований в социальной сфере, включая общество потребления, изменений в военном деле, экономике, быту.

Металлургия. С развитием машинной индустрии роль металла как основного материала для изготовления машин значительно возросла. Технический переворот в металлургии заключался в изобретении и широком применении новой технологии получения чугуна, способов передела чугуна в железо, в совершенствовании способов их обработки, в развитии цветной металлургии и внедрении науки в производство.

До 70-х годов XIX века развивающаяся индустрия потребляла преимущественно чугун и железо. Однако уже в первой половине XIX века в Англии, Германии, России и других странах велись работы по изучению свойств стали, разрабатывались новые методы ее получения. Больших достижений в этой области добился горный инженер П. П. Аносов (1797—1851), работавший на Златоустовском заводе. Проведя ряд научных работ, он овладел утерянным секретом изготовления булата – высококачественной стали, применяемой для производства холодного оружия и отличающейся весьма высокими механическими свойствами.

Техническое перевооружение металлургии завершилось изобретением прокатного стана, приводимого в действие паровой машиной, а также созданием парового молота. К 60-м годам XIX века технический переворот в металлургии был завершен. Внедрение новых изобретений способствовало резкому увеличению объемов производства металла.

Задача массового получения стали в середине XIX века была решена английским изобретателем Г. Бессемером (1813—1898). В России внедрение бессемеровского процесса в промышленных масштабах началось лишь с 1872 года на Обуховском заводе и с 1875-го на Нижне-Салдинском заводе.

Изобретение бессемеровского способа изготовления стали не решило вопроса улучшения качества металла. Эту проблему решил изобретенный мартеновский способ производства стали. Одна из первых мартеновских печей в России была построена в 1870 году на Сормовском заводе. В конце XIX века более 80% всей стали выплавлялось в мартеновских печах.

На рубеже XIX—XX веков в металлургии для получения наиболее качественных сортов стали и цветных металлов все шире начинают использовать энергию электрического тока. Возможность электрической плавки металлов впервые была установлена русским физиком В. В. Петровым.

В XIX веке свое дальнейшее развитие получает прокат черных металлов, особенно прокат рельсов, а также различных профилей металла для нужд строительства и промышленного производства. Прокат металла осуществлялся при помощи особых станков – прокатных станов. В 1859 году русский механик В. С. Пятов сконструировал первый прокатный стан для прокатки броневых листов. С введением в практику проката специальных станов для производства брони была решена проблема развития бронированного военно-морского флота.

Развитие химической технологии. Во второй половине XIX века химия и основанные на ней технологии играют все большую роль в творческом создании человеком «второй природы».

Творческая сила идей отчетливо видна в истории развития российской химической отрасли на рубеже веков. Химическая наука и производство развивались в общемировом контексте и внесли свой вклад в формирование отрасли. При этом, на отдельных направлениях, например, в нефтепереработке и создании полимеров, идеи, выдвинутые российскими химиками и технологами, не только развивали уже имеющиеся мировые тренды, но и формировали новые направления развития химических технологий.

Выдающееся значение в развитии органической химии имела, например, созданная русским ученым А. Бутлеровым теория химического строения, которая дала объяснение ряду непонятных в то время явлений, в том числе изомерии. На основании теории Бутлерова стало возможным устанавливать строение уже известных веществ и прогнозировать пути получения новых органических соединений.

Развитие транспорта. Новые идеи и основанные на них достижения металлургии и машиностроения, паровой энергетики и других отраслей промышленности сыграли решающую роль в развитии железнодорожного и парового водного транспорта.

Ярким примером изменения существующей реальности под влиянием технической идеи является развитие железнодорожного транспорта. Менее чем за один век реализация идеи применения парового двигателя для сухопутного транспорта изменила мир, в котором жило человечество. Благодаря непрерывной работе инженерно-технической мысли, железнодорожный транспорт превратился в главного сухопутного перевозчика грузов и людей, в мощный фактор развития мирового и региональных рынков, торговли и коммуникаций, изменений в перемещении войск и вооружений. Так, развитие идеи паровоза изменяло мир, производство, воздействовало на многие материальные и нематериальные сферы жизни человека, его быт, ритм жизни, восприятие расстояния и времени. Идея меняла реальность, в которой жило человечество.

Рассматриваемый период ознаменовался также изобретением и развитием принципиально нового вида транспорта – автомобильного. Создание автомобиля было неразрывно связано с изобретением двигателя внутреннего сгорания и новыми идеями и достижениями в области машиностроения. В результате, к концу XIX – началу XX века возникла новая отрасль промышленности – автомобильная.

За относительно небольшой промежуток времени – первые две трети XIX столетия – был сделан переход от первых, еще весьма несовершенных паровозов и пароходов к сложившейся системе скорого и надежного транспорта. Развитые страны были покрыты сетью железных дорог, основные мировые рынки на разных континентах были связаны пароходным сообщением. Это повлекло за собой колоссальное развитие торговли.

Технические успехи в развитии транспорта, промышленности и науки создали условия для реализации грандиозных идей. В конце XIX – начале XX вв. была построена железная дорога, пересекшая две части света – Европу и Азию, – Транссибирская магистраль. Она связала центр России с крупнейшими торговыми рынками Сибири, с Дальним Востоком, обеспечила связанность страны и ее целостность. К 1913 году в нашей стране уже имелось 70,5 тыс. км железнодорожных линий. Наряду с железнодорожным транспортом значительную роль продолжал играть и водный, особенно океанский транспорт.

Железнодорожный и водный транспорт в России в этот исторический период развивался в основном на общемировом уровне, при этом страна отставала в развитии автомобилестроения. Такое положение было связано как с общим состоянием технической и научной мысли в государстве, так и с особенностями условий, в которых они реализовывались.

Развитие транспорта в XIX – начале XX вв. явилось результатом расцвета технического, а позднее и научного творчества, основанного на рационалистическом мировоззрении. Идеи, положенные в основу транспорта, в значительной мере повлияли на многие стороны и сферы жизни человечества и особенно на промышленное производство. Эти идеи имели планетарное значение, поскольку их реализация повлекла за собой колоссальные изменения в мировой экономике, жизни и быте большого числа людей на планете. Планета становилась все «меньше». Время на преодоление расстояний постоянно сокращалось.

Энергетика и электротехника. Изобретение электрических машин – один из ярких примеров того, как научное творчество человека преобразовывает объективный мир и созидает новую реальность. В XIX веке в энергетике были сделаны крупнейшие изобретения, обеспечившие колоссальный технический прогресс XX века. Открытие нового вида энергии – электричества – и нового типа универсального теплового двигателя – паровой турбины – таковы главнейшие достижения энергетики, оказавшие революционизирующее влияние на всю технику этой эпохи.

Создание в XIX веке электрической техники наглядно свидетельствует об идеалистическом происхождении этой важнейшей отрасли промышленности. Когда летом 1820 года датский физик X. Эрстед зафиксировал отклонение магнитной стрелки при приближении ее к проводнику с электрическим током, это могло быть проявлением его научного любопытства, но никак не было удовлетворением потребности промышленности в создании электродвигателя. Тогда в самом расцвете была эпоха паровых машин, однако именно после открытия Эрстеда многие ученые обратились к исследованию нового явления.

Электротехника – одна из первых отраслей промышленности, в основе которой лежат не технические, а научные знания. Она выросла из науки и развивалась в непосредственной связи с ней. На ее примере видно, как научные идеи «с нуля» создают новую реальность, влияющую на многие виды и сферы человеческой деятельности и изменяющую их.

После изобретения электромагнитного телеграфа создание электрического освещения было вторым шагом по пути практического применения электричества, осветительная техника быстро развивается с 70-х годов XIX века. В 1876 году русский изобретатель П. Н. Яблочков (1847—1896) предложил так называемую электрическую свечу – дуговой источник света без применявшегося ранее регулятора.

Особенно стремительное развитие электрического освещения начинается после освоения технологии изготовления вольфрамовых нитей. Способ применения вольфрама (или молибдена) для тела накала впервые изобрел А. Н. Лодыгин, предложивший в 1893 году накаливать платиновую или угольную нить в атмосфере хлористых соединений вольфрама (или молибдена) вместе с водородом. Начиная с 1903 года австрийцы Юст и Ф. Ханаман стали использовать идею Лодыгина в промышленном производстве ламп накаливания.

Теплоэнергетика. 90-е годы XIX века характеризуются масштабным строительством электростанций, на которых двигателем служили паровые установки, не позволявшие в полной мере реализовывать их возможности. Одной из наиболее перспективных была идея паровой турбины, которую оказалось возможным реализовать в конце XIX века, когда техника производства специальных сплавов и механическая обработка металлов достигли довольно высокого уровня, были изучены свойства водяного пара и законы его движения, успешно развивались учение о сопротивлении материалов и теория упругости. На основе этих знаний реализация идеи паровой турбины как нового теплового двигателя стала практически возможным делом.

Над созданием паровой турбины изобретатели разных стран работали длительное время. Наиболее удачные технические решения этой проблемы дали швед К. Лаваль и англичанин Ч. Парсонс.

Реализация идеи турбины, возникшей в глубокой древности и осуществленной по прошествии двух тысячелетий, свидетельствует о том, что идеи, зарождаясь, не умирают, а ждут своего часа, когда человек, реализуя идеи в других отраслях и сферах, создаст для них подходящие условия.

Развитие электрической промышленности. Первое десятилетие XX века ознаменовалось существенными усовершенствованиями электрических машин, и большую роль в этом сыграли научные исследования физических процессов в электромагнитных механизмах. Это был новый уровень изобретательской работы. На повышение экономичности электропривода влияли успехи общего машиностроения и металлургии. Все эти меры вели к уменьшению веса и стоимости двигателей.

Проникновение электрической энергии в промышленность явилось основным стимулом развития и укрупнения электростанций. Создание все более мощных электростанций диктовалось условиями экономичности. Их выгодно было строить на месте добычи топлива или вблизи источников водной энергии, а вырабатываемую энергию передавать по линиям высокого напряжения в промышленно развитые районы и города. Такие электростанции, получившие название районных, стали строиться еще в конце XIX столетия. Первая российская районная электростанция «Белый уголь» была построена в 1903 году на реке Подкумок близ Ессентуков.

Развитие электрической промышленности проходило под решающим влиянием научно-технических идей, при этом экономические условия ограничивали или стимулировали их применение, но не являлись причиной этих идей. На процессы организации производства и распределения электроэнергии экономические условия оказывали значительное воздействие, но и здесь техническая целесообразность играла важную роль.

Развитие электричества и его практическое освоение показывают, что отбор идей происходит в соответствии с их способностью изменять и преобразовывать объективный мир. Чем сильнее и глубже идея может это сделать, тем тяжелее ее внедрить и тем больший эффект получается от ее практического освоения.

Техника связи. Открытие гальванического электричества навело на мысль о создании электромагнитного телеграфа. Он был изобретен русским ученым П. Л. Шиллингом в 1832 году, однако широкого применения не нашел. В 1835 году американец С. Морзе сконструировал пишущий аппарат, который в силу простоты конструкции и удобной системы письма, известной под названием «азбука Морзе», получил распространение в Европе и Америке и широко применялся для телеграфных передач на близкие расстояния. Большим достижением в области электромагнитной телеграфии было изобретение Б. С. Якоби в 1850 году шагового буквопечатающего аппарата. В последующем телеграфные аппараты активно совершенствовались.

В 1854 году российский телеграф получил выход в европейскую сеть. Темпы роста российской телеграфной сети были самыми высокими в Европе, что объясняется огромными размерами страны.

Телефон. Ко второй половине XIX столетия относятся попытки создания телефона. С развитием теории электричества, в частности теории электромагнетизма, была создана научная база для его изобретения. В 1876 году американский техник А. Белл (1847—1922) создал первую удовлетворительную конструкцию телефона. Над усовершенствованием телефона работали многие изобретатели.

К концу XIX столетия процесс становления телефонии завершился. Быстро росла городская телефонная сеть, решались задачи автоматизации телефонных соединений. В России основные усилия в совершенствовании телефонной, а впоследствии и радиосвязи проводились военными инженерами и были связаны с удовлетворением потребностей армии.

Радиосвязь. Изобретателями и учеными в XIX веке неоднократно предпринимались попытки создать электрические средства беспроводной передачи информации. Это стало возможно после работ немецкого физика Г. Герца, который в 1887 году экспериментально подтвердил существование в природе предсказанных Д. Максвеллом электромагнитных волн и предложил метод их искусственного получения.

Преподаватель Минного офицерского класса в Кронштадте физик-электрик А. С. Попов (1859—1906) занялся изучением электромагнитных волн вскоре после сообщения о первых работах Герца. В результате многочисленных экспериментов 24 марта 1896 года Попов осуществил первую в мире радиотелеграфную передачу.

В отличие от других отраслей, радиотехника возникла исключительно на базе научных исследований и в начале ХХ века явилась вершиной технических достижений. Открытие электромагнитных явлений произвело революцию в средствах связи, позволив передавать сообщения на большие расстояния практически в режиме реального времени. Это изменило представление человека XIX века о времени и расстоянии, связало не только технически, но и культурно страны и континенты.