Человек и машины: развитие техники

Техника

Результаты любой научной деятельности всегда находят практическое применение, а так как знания постоянно растут, то успех приходит в тех случаях, когда они используются наиболее разумно и с максимальной пользой для дела. По признанию самих специалистов, их труд - это постоянный вызов организационным способностям и мастерству. Но практической реализации может и не быть по двум причинам: из-за нехватки теоретических знаний и ограниченности сведений в прикладных науках.

Это стимулирует ученых к дальнейшему совершенствованию и побуждает к экспериментированию, что со временем позволит претворить накопленные знания в объект практической деятельности наиболее экономичным путем. Первые паровые двигатели были весьма примитивными, так как принцип их действия не был еще полностью понят, а доступные материалы и искусство металлургов того времени ограничены. Но за каких-нибудь несколько лет промышленность сделала такой рывок, что от относительно грубых изделий кузнечного производства перешла к более совершенным изделиям с малыми допусками, которые научились делать быстро и дешево инструментальщики.


Научные открытия неразрывно связаны с внедрением полученных результатов в практику, что способствует совершенствованию технологии и повышает ее сложность. В свою очередь, проблемы, с которыми сталкиваются инженеры, претворяя в жизнь достижения науки, постоянно стимулируют ученых, подсказывают им направления дальнейших работ. Обнаружив тот или иной недостаток и указав исследователю, на что нужно обратить особое внимание, инженер тем самым способствует расширению научных изысканий. Сошлемся на такой пример: принцип устройства транзисторного приемника был известен за несколько лет до того, как получило развитие производство достаточно чистых полупроводников, чтобы сама идея транзисторов могла стать реальностью.


Фундаментальные и прикладные науки нередко развиваются в тесном содружестве, дополняя и совершенствуя друг друга. Такая же картина наблюдается и в тех случаях, когда какая-нибудь одна наука бурно развивается. Успешное ее развитие служит мощным стимулом для специалистов других областей и способствует прогрессу их собственной науки. Именно так произошло с новой областью знаний, называемой ядерной физикой, когда после периода относительного застоя она начала бурно развиваться и ученые реально осознали, какие возможности таит в себе расщепление и синтез ядра.


Границы науки непрерывно расширяются, ученые постоянно бросают вызов инженерам и техникам, которым предстоит научно-технические идеи претворить в жизнь. Подтверждением сказанного служат успехи, которыми сопровождалось завоевание космоса. Население нашей планеты быстро растет и требует соответственно быстрого роста продовольственных ресурсов. Эта необходимость не только побуждает лиц, занятых в сельском хозяйстве, увеличивать выпуск продукции и повышать эффективность производства, но и стимулирует селекционеров улучшать сорта зерновых культур и выращивать новые виды трав для получения более высоких урожаев.

Та же нужда побуждает агрономов совершенствовать культуру земледелия применительно к определенным географическим условиям, а зоотехников заниматься выведением наиболее продуктивных пород скота. Химики сосредоточивают свои усилия на производстве пестицидов - веществ, применяемых для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, а также занимаются синтезом белка из неорганических веществ. Инженеры разрабатывают новые машины, облегчающие сельскохозяйственные работы или улучшающие систему ирригации. Величайшим стимулом для технического прогресса и изобретательности является стремление человека не просто выжить, а быть хозяином окружающей среды.


Современная техника может во многом способствовать решению ряда проблем, с которыми сталкиваются развивающиеся страны. Интенсивное использование местных сырьевых и трудовых ресурсов поможет удовлетворить многие неотложные нужды, в частности, улучшить дороги и водоснабжение, построить новые дома, наладить производство продуктов питания, провести канализацию. Все это в свою очередь позволит в целом повысить уровень жизни и более эффективно осуществлять заботу о здоровье населения.


Развитие техники



Толчком к появлению первых орудий труда послужило стремление человека выжить. Немногочисленные и рассеянные на просторах земли люди каменного века не оставили нам свидетельств того, что можно было бы классифицировать, как покорение окружающей среды, но они хотели есть, а голод по необходимости вынуждал их наблюдать за изменениями времен года, климата и почвы и за тем, как это отражалось на сборе пищи. Страдая от холода, они искали убежище в пещерах, сами создавали подобие жилища и научились пользоваться огнем.


Попытки преодолеть силу трения - бесспорно, самые ранние побудительные мотивы, которыми объясняется появление примитивных средств передвижения. Люди стали понимать, что волочить груз проще, чем нести его на себе. Опыт подсказал им, что по мягкой почве тащить легче, если поместить его на ветках деревьев, что одни предметы легче скользят по поверхности, чем другие; что если катить груз, то усилие, необходимое для его перемещения, будет еще меньше. Все эти наблюдения положили начало развитию транспортных систем.


Научившись пользоваться огнем, укрощать его и гасить водой, видя, что при нагревании на огне форма предметов изменяется (некоторые плавятся), человек понял, что можно изготовить не только каменные орудия и оружие. Вновь полученные знания позволили ему укрепить свою власть над окружающим миром. Овладение искусством обработки металлов имело огромное значение для господства человека над природой, вероятно, именно на этой материальной основе и зародилась цивилизация.


Был и третий стимул, который вынудил человека воспользоваться своими наблюдениями над природой и в конечном итоге привел к развитию земледелия и скотоводства: потребность в пище. Человек обратил внимание на то, что посев отобранных семян на специально выбранных местах (пашнях) не только дает лучший урожай, но и облегчает его уборку, а пасти стадо выгоднее, чем ухаживать за отдельными животными. В своих странствиях за стадом человек нуждался в крыше над головой, пусть даже временной.

В поисках сочных пастбищ он менял места, и на каждом новом месте у него возникало желание создать более удобные условия жизни. С удовлетворением потребности в пище у человека появилось время, которое он мог потратить на продажу излишков продуктов и развитие ремесел. Как показывают эти примеры древнейшего использования человеком результатов своих наблюдений для решения насущных проблем и улучшения условий существования, самая примитивная техника зародилась, по меньшей мере, еще 20000 лет назад.


Значение для будущего



Сегодня нехватка природных материалов потребовала заменить их искусственно созданными; в свою очередь создание синтетических материалов открывает новые перспективы и способствует дальнейшему техническому прогрессу. Совершенствование измерительной техники и аппаратуры для анализа позволило химикам глубже исследовать состав и структуру молекул и создать материалы с заранее заданными свойствами. Сейчас синтезированы материалы, которые не только не уступают природным, но нередко и превосходят их по своим качествам. Тем самым промышленность получила возможность регулировать свои потребности в природных материалах, исходя из их запасов, залегания и стоимости.


Развитие прикладных наук во многом зависит от экономики; постоянно возрастает также влияние социального фактора. Сегодня мировое потребление древесины намного превосходит скорость ее воспроизводства, и, кроме того, древесина не всегда доступна, а рыночная стоимость ее высокая. Совокупность перечисленных факторов стимулировала создание заменителей этого материала, в частности, пластмасс, производство которых обходится гораздо дешевле.


Рост индустрии пластмасс, использующей в качестве сырья нефть (которую люди научились извлекать из недр во все увеличивающихся количествах), уменьшил потребность в древесине, но значительно увеличил потребление нефти, которая, в свою очередь, заменила уголь. К числу важнейших достижений человечества относится промышленная полимеризация простых углеводородов, иными словами, соединение многих молекул в новое вещество с более ценными физическими свойствами. Толчком к производству полиэтилена послужили весьма рискованные эксперименты, проведенные в 1935-1939 гг., в которых этилен подвергли давлению, в десять раз превышающему атмосферное. В результате было получено вещество, похожее на воск. Эксперименты и дальнейшее промышленное производство полиэтилена были сопряжены с созданием крупномасштабного химического промышленного оборудования, способного создавать давление до 200 МПа.


В результате экспериментов химиков-органиков и химиков-технологов был получен новый вид пластмасс с ценными свойствами, среди которых особое место занимают изоляционные или диэлектрические свойства. В то время как химики совершенствовали процесс производства полиэтилена, используя для этой цели катализаторы, огромная армия представителей других специальностей (инженеры-механики, металлурги, приборостроители) работала над выпуском нового вещества в промышленных масштабах.


Диэлектрические свойства полиэтилена позволили решить ряд проблем, связанных с совершенствованием радиолокатора, в частности, авиационного бортового радиолокатора, оборудование которого должно быть прочным, компактным и легким и вместе с тем выдерживать очень значительные электрические напряжения при сверхвысоких частотах. Ни один из известных материалов не отвечал этим требованиям, поэтому появление полиэтилена способствовало дальнейшему развитию и других отраслей техники, в первую очередь радиолокационной и телеграфии. В сочетании с другими термопластами полиэтилен нашел применение в целом ряде процессов и механизмов для производства листов, пленок и отливок. Это только один пример влияния открытия в одной области техники на развитие других областей.


Побудительной причиной технического прогресса, разумеется, по-прежнему будет удовлетворение все возрастающих потребностей народонаселения нашей планеты. Но следует помнить, что человек по природе любознателен и стремится проникнуть в неизведанное, чтобы пополнить свои знания. В последние десятилетия осуществлены исследования по освоению космического пространства, на Землю доставлены образцы лунного грунта. Получены фотографии, позволяющие судить о природе поверхности и атмосфере ряда удаленных планет, что стало возможным только благодаря такому развитию космической техники, систем управления и фототехники, о котором не могло и мечтать предыдущее поколение. Жажда человека к познаниям велика, а мастерство со временем будет только совершенствоваться.


Возможно, наступит день, когда человек, обогащенный знаниями и развивший свои творческие способности до совершенства, придет к выводу, что Земля, на которой он живет, не единственная среди многих миллионов планет во Вселенной, способная поддерживать жизнь в привычной для него форме. Уже совершены полеты с высадкой человека на поверхность Луны, а беспилотные космические корабли проводили исследования на негостеприимных поверхностях Марса и Венеры. К внешним планетам, к пределам Солнечной системы посылаются космические зонды. Можно не сомневаться, что человек, вооруженный новейшей техникой, полетит когда-нибудь и за пределы Млечного Пути, к другим галактикам.

Одним из положительных сторон прогресса, является огромный выбор спецтехники, например на http://eisupport.ru/. Любой вид промышленности в своей деятельности тесно связан с подобными специальными агрегатами.



ПОДЕЛИСЬ!