План
1. Проблемы общенаучной революции Нового времени.
2. Общие черты развития науки и техники XVIII в.
3. Промышленный переворот и развитие техники.
Ключевые понятия: революция, естествознание, парадигма, модель, промышленный переворот, просвещение, паровой двигатель, индустрия, фабрично-заводское производство, машиностроение, урбанизация, буржуазия, пролетариат.
Литература
1. Афанасьев Ю. Н. История науки и техники: конспект лекций / Ю. Н. Афанасьев, Ю. С. Воронков, С. В. Кувшинов; Российский гуманитарный университет, Российская академия наук. Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова. – Москва: Российский гуманитарный университет, 1999. – 265 с.
2. Бєсов Л. М. Історія науки і техніки / Бєсов Л. М. – 3-є вид., переробл. і доп. – Х.: НТУ «ХПІ», 2007. – 376 с.
3. Вилейтнер Г. История математики от Декарта до середины XIX столетия / Г. Вилейтнер. – М.: Наука, 1978. – 507с.
4. Виргинский В. С. Очерки истории науки и техники с древнейших времен до середины XV века / В. С. Виргинский, В. Ф. Хотеенков. – М.: Просвещение, 1993. – 288 с.
5. Ермаков Ю. М. От древних ремесел до современных технологий / Ю. М. Ермаков. – М.: Просвещение, 1992. – 127 с.
6. Кириллин В. А. Страницы истории науки и техники / В. А. Кириллин. – М.: Наука, 1986. – 511 с.
7. Кирсанов В. С. Научная революция XVII в. / В. С. Кирсанов. – М.: Наука, 1987. – 343 с.
9. Огурцов А. П. Історія світової науки і техніки: Навчальний посібник. – 2-е вид., перероблене / А. П. Огурцов, Л. М. Мамаєв, В. В. Заліщук, С. Х. Авраменко, В. А. Зінченко. – К., 2000. – 664 с.
11. Свасьян К. А. Становление европейской науки / К. А. Свасьян. – М.: Изд-во Evidentis, 2002. – 448 с.
1. Общепринятым считается положение о том, что именно в XVII в. возникла европейская наука (прежде всего это относится к классическому естествознанию), причем "в начале века ее еще не было, в конце века она уже была". Характерно, что возникла она сразу во взаимосвязи всех составляющих: теоретического знания, его логического обоснования и математического описания, экспериментальной проверки, социальной структуры с сетью научных коммуникаций и общественным применением.
|
|
География этого процесса включает немало европейских стран и городов, но представляется возможным выделение Италии в начале, и Англии в конце периода, как его "главных" научных центров.
Условно могут быть выделены три этапа становления науки. Первый, связанный, прежде всего, с деятельностью Г. Галилея – формирование новой научной парадигмы; второй – с Р. Декартом – формирование теоретико-методологических основ новой науки; и третий – "главным" героем которого был И. Ньютон, – полное завершение новой научной парадигмы – начало современной науки. И хотя не все согласны с определением "научная революция", впервые введенным в 1939 г. А. Койре, все сходятся в том, что именно в XVII в. была создана классическая наука современного типа. На вопрос: "Почему возникает наука?" – вряд ли возможно дать исчерпывающий ответ, но вполне можно проследить и описать механизм возникновения этого явления. Познавательной моделью античности был Мир как Космос; и мыслителей волновала скорее проблема идеальной, чем "реальной" природы. Познавательной моделью средневековья был Мир как Текст; и "реальная" природа также мало заботила схоластов.
|
|
Познавательной моделью Нового времени стал Мир как Природа. Разработка общезначимой процедуры "вопрошания" – эксперимента и создания специального научного языка описания диалога с Природой – составляет главное содержание научной революции.
"Старый" и "новый" космос" Старый космос" – это мир "по Аристотелю и Птолемею": он имеет шаровидную форму, вечен и неподвижен; за его пределами нет ни времени, ни пространства; в центре его – Земля; он дихотомичен: изменяющийся подлунный мир и совершенно неизменный надлунный; пустоты нет: в подлунном мире – 4 элемента (земля, вода, воздух, огонь), в надлунном – эфир; все движения в космосе – круговые, в соответствии с кинематикой Птолемея. "Новый космос" (по Копернику) начинался с простой модели, совпадавшей с моделью Аристарха Самосского: вращение Земли происходило вокруг оси; центральное положение Солнца – внутри планетной системы; Земля – планета, вокруг которой вращается Луна.
Именно эта модель, как пифагорейский символ гармоничного мира вдохновляла и самого Коперника, Галилея, и Кеплера, поскольку соответствовала астрономическим наблюдениям лучше, чем геоцентрическая модель Птолемея. Очень мощным оказался удар этой модели по христианскому мировоззрению – недаром Мартин Лютер и Джон Донн в своей сатирической поэме "Святой Игнатий, его тайный совет…" всячески поносили католического священника Коперника: он, "остановив Солнце", лишил Землю сакральности центра мироздания.
Наблюдательная астрономия. Высшего совершенства в наблюдательной астрономии в "дотелескопическую эпоху" достиг, несомненно, Тихо Браге (1546 – 1601), помощником и, в определенной мере, научным наследником которого был Иоганн Кеплер (1571 – 1630). На основе наблюдений Браге составил каталог 777 звезд, причем координаты 21 опорной звезды были им определены с особой тщательностью. Ошибка при определении положений звезд не превышала одной минуты, а для опорных звезд – еще меньше. Позднее список звезд был доведен до 1000.Самым революционным в науке было наблюдение Тихо Браге появления новой звезды в созвездии Кассиопеи 11 ноября 1572 г. Тихо Браге не только зафиксировал это явление, но и строго научно его описал. Совершеннейший надлунный мир Аристотеля получил еще один сильнейший удар.
|
|
Новая модель мира. Первый "рабочий чертеж" новой модели мира суждено было выполнить Иоганну Кеплеру, на которого с детства выпало столько личных несчастий, что трудно найти более тяжелую судьбу. Кеплер был открытым и последовательным пифагорейцем и совершенство своей астрономической модели искал (и нашел!) в сочетании правильных многогранников и описывавших их окружностей, правда, нашел их в своей третьей геометрической модели, отказавшись при этом от круговой орбиты небесных тел.
В книге "Новая астрономия, основанная на причинных связях, Или физика неба, выведенная из изучения движений звезд звезды Марс, основанных на наблюдениях благородного Тихо Браге", завершенной в 1607 г. и опубликованной двумя годами позже, Кеплер привел два из своих знаменитых трех законов движения планет: Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем линия, соединяющая Солнце с планетой (радиус-вектор планеты), за равные промежутки времени описывает равные площади. В 1618 г. Кеплер обнародовал свой третий закон планетных движений: Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца соотносятся как кубы больших полуосей их орбит.
Кеплер не смог объяснить причины планетных движений: он считал, что их "толкает" Солнце, испуская при своем вращении особые частицы (species immateriata).Кеплеровский закон площадей – это первое математическое описание планетарных движений, исключившее принцип равномерного движения по окружности как первооснову. Более того, он впервые выразил связь между мгновенными значениями непрерывно изменяющихся величин (угловой скорости планеты относительно Солнца и ее расстояния до него). Этот "мгновенный" метод описания, который Кеплер впоследствии вполне осознано использовал при анализе движения Марса, стал одним из выдающихся принципиальных достижений науки XVII в. – методом дифференциального исчисления, оформленного Г. Лейбницем и И. Ньютоном.
Кеплер заложил первый камень (вторым стала механика Галилея) в фундамент, на котором покоится теория Ньютона.
Космология и механика Галилея. У Галилео Галилея (1564 – 1642) впервые связь космологии с наукой о движении приобрела осознанный характер, что и стало основой создания научной механики. Первоначально (до 1610 г.) Галилеем были открыты законы механики, но первые публикации и трагические моменты его жизни были связаны с менее оригинальными работами по космологии. Изобретение в 1608 г. голландцем Хансом Липперсхеем, изготовителем очков, телескопа (правда, не предназначавшегося для астрономических целей), дало возможность Галилею, усовершенствовав его, в январе 1610 г. "открыть новую астрономическую эру". Оказалось, что Луна покрыта горами, Млечный путь состоит из звезд, Юпитер окружен четырьмя спутниками и т.д. "Аристотелевский мир" рухнул окончательно.
Вместе с тем, Галилей не создал цельной системы. Новая механика. В 1638 г. вышла последняя книга Г. Галилея "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению...", в которой он касался проблем, решенных им за 30 лет до этого. Механика Галилея дает идеализированное описание движения тел вблизи поверхности Земли, пренебрегая сопротивлением воздуха, кривизной земной поверхности и зависимостью ускорения свободного падения от высоты.
Новая картина мира. К концу XVII в. "Новый космос", новая картина мира, что и было когнитивной сутью науки, была полностью создана. ("Ньютоновская физика была... спущена с Небес на Землю по наклонной плоскости Галилея", Анри Бергсон). Ее архитектором и прорабом стал Исаак Ньютон (1643 – 1727).
Роль Ньютона в истории науки удивительна. Многое, чем он занимался, что он описал, в частности, в знаменитых "Математических началах натуральной философии" (первое издание вышло в 1687 г. под наблюдением Э. Галлея) было раньше высказано и описано другими. Например, в частных экспериментах и рассуждениях Х.Гюйгенс (1629 – 1695) фактически использовал основные положения, которые позднее легли в основу теории Ньютона:
Пропорциональность веса тела G его массе m; (G = mg).
Соотношение между приложенной силой, массой и ускорением (F = ma).
Равенство действия и противодействия.
В истории известны не всегда красивые приоритетные споры, героем которых был Ньютон (чего стоит один спор с Лейбницем). Но все это не умаляет величие научного подвига Ньютона. Он показал себя настоящим Мастером, который не столько обобщал, сколько создавал оригинальную новую концепцию мира.
Основные положения теории Ньютона. У Ньютона, также как и у Галилея, слились космология и механика (правда, без философии – "гипотез не измышляю"), главными положениями которых стали следующии: Понятие движущей силы – высшей по отношению к телу (любому: снаряду или Луне, например), которая может быть измерена по изменению движения (его производной). При этом Ньютон понял, что сила, скорость и ускорение представляют собой векторные величины, а законы движения должны описываться как соотношения между векторами. Наиболее полно все это выражается вторым законом Ньютона: "Ускорение "a", сообщаемое телу массы приложенной силе "F" и обратно пропорционально массе "m", т.е. "F = ma". Введено понятие инерции, которая изначально присуща материи и измеряется ее количеством.
Теория Ньютона – простая, ясная, легко проверяемая и наглядная – стала фундаментом всего "классического естествознания", механической картиной мира и философии, интегральным выражением и критерием самого понимания научности на более чем 200 лет. Не утратила она своего значения и сегодня.
2.Эпоха XVIII – начала XIX веков была расцветом классической науки. Формирование её принципов завершил И. Ньютон. Особенностями классической науки были:
- стремление к завершенной системе знаний, фиксирующей истину в
окончательном виде;
- ориентация на классическую механику, считавшуюся универсальным методом познания окружающих явлений, представляющую мир в виде гигантского механизма, четко функционирующего на основе вечных и неизменных законов;
- однозначность в истолковании событий, исключение из результатов познания случайности и вероятности, которые расценивались как показатели неполноты знания;
- исключение из контекста науки характеристик исследователя, отказ от учета особенностей (способов, средств, условий) проведения наблюдения эксперимента;
- оценка имеющегося научного знания как абсолютно достоверного и истинного;
- осмысление природы познавательной деятельности как зеркального отражения действительности;
- рассмотрение природы как из века в век неизменного, всегда тождественного самому себе, неразвивающегося целого;
- абсолютная предсказуемость мира, всеобщий и полный детерминизм.
В течение XVIII-XIX веков произошла коренная перестройка всех элементов устройства общества и существенное изменение положения и значения науки. В этом периоде можно хронологически выделить два этапа развития науки и техники, условно совпадающие с XVIII и XIX вв. Первый этап ‑ век Просвещения, в ходе которого происходит освоение ньютонова наследия. Второй этап – эпоха промышленной революции и создание дисциплинарной структуры науки.
Основными центрами научной и промышленной активности были Великобритания, Франция, Германия, а затем к ним присоединяется Россия и Северная Америка. С конца XVIII в. начинается промышленная революция в Британии и только потом она перемещается в континентальную Европу.
Век Просвещения. Известными представителями Просвещения в Британии были: Дж. Локк, Г. Э. Лессинг, И. Г. Гердер; Германии – И. Кант, И. В. Гете, Ф. Шиллер; в США – Т. Пейн, Б. Франклин, Т. Джефферсон; в России – Н. И. Новиков, А. Н. Радищев.
Первая половина XVIII в., на первый взгляд кажется, периодом научного упадка – влияние Ньютона было столь мощным, что никто не решался даже продолжить его исследования – интерес сместился к медико-биологическим проблемам (ими Ньютон не занимался) и к частным вопросам.
Впервые научное знание начало развиваться на «собственном фундаменте» представлений и теорий. Это означает сознательное исключение ненаучных (прежде всего, религиозных) факторов при рассмотрении научных проблем. Механистические представления широко распространялись на понимание биологических, электрических, химических и социально-экономических процессов. Механизм стал синонимом научности как таковой. Специфика познавательной модели была в исходных ньютоновых представлениях о дискретной структуре мира и механическом характере происходящих в нем процессов. Она называется «механическая» или «механистическая модель мира», т.е. «мир как механизм». На основе этой концепции строилась система как общего, так и профессионального образования. Радикально новые техника и технологии развивались эмпирически, на собственном основании, и были инструментом практического познания и освоения единого социоприродного мира.
Авторитет научности быстро возрастал, что было характерно для европейской культуры XVIII в., более того ‑ наука стала модной. Это время появления различных утопических идей: господство над природой, возможность волевого рационального переустройства общества, главный лозунг в обществе «Знание – сила». Наука была, главным образом, делом любителей, и хотя часть из них объединялась в академии, они не отличались высоким научным уровнем. Не было в XVIII в. еще научных школ, специальной периодики, профессионализма исследователей. Поэтому понятие «научная дисциплина» к этой эпохи неприменимо, были только научные направления, а настоящие научные дисциплины начнут формироваться в XIX в. Тогда сложится главная схема развития научной мысли: механика – физика – химия – биология.
Большую роль в становлении и развитии классической науки играло образование, которое существенно влияло на содержательную структуру науки. Именно в это время (XIX в.) появится дисциплинарная систематизация (дисциплинарность) знания, выходят в свет учебники и образовываются соответствующие университетские кафедры. Начало новому образованию половили инженерные школы, которые превратились в настоящие центры научно-технического образования, среди которых самой знаменитой была Парижская политехническая школа (1794-1795), в которой преподавали самые крупные ученые того времени: Ж. Лагранж, Г. Монж, К. Бертолле, А. Ампер, Ж. Фурье, П. Лаплас. Профессия преподавателя стала очень престижной, а лучшие ученые теперь возглавляли научные и учебные, даже государственные учреждения. В Политехнической школе была впервые разработана лекционно-учебная литература по математике, механике и математической физике. В Германии подобные центры были в Кенигсберге и Геттингене, в Британии ‑ в Кембридже.
Наблюдение, измерение и фиксация играли решающую роль в становлении науки, что привело к появлению новых направлений. Унификация и стандартизация единиц измерения также создавали новую форму международной научно-технической культуры. Принципиально новым процессом этого типа была оптическая спектроскопия.
Новые условия потребовали совершенствования принципов организации научных исследований. Вместо устаревших европейских академий, в начале XIX в. новыми центрами научной жизни становятся университеты и современные научные организации – исследовательские институты, которые финансировали государство и частные лица. При них стали возникать настоящие лаборатории, например, основанная в 1874 г. Дж. Максвеллом знаменитая Кавендишская лаборатория в университете в Кембридже (Универсальный центр физических исследований).
Основными направлениями исследовательской деятельности XVIII-XIX вв. стали естественнонаучные и технические. Среди них были исследования теплоты и энергии, давшие технический результат – паровую машину – и определенный теоретический результат – описание термодинамических циклов С. Карно (1796-1832) и, благодаря Э.Торричели (1608-1647), осознание того, что атмосферное давление является колоссальным источником энергии. Потребности промышленного развития ставили вопрос замены древесного угля на минеральное топливо, а также переход от кричного процесса передела чугуна в железо к пудлингованию (перемешиванию).
Начиная с XVIII в. ученые пытались исследовать и осмыслить суть электрических явлений (Б. Франклин, С. Грей, Г. Кавендиш, Ш. Кулоно). После серии экспериментов А. Вольта (1745-1827) была создана электрохимическая батарея, позволившая получать постоянный ток, что стало началом нового направления – электрохимии.
В первой трети XIX в. был заложен фундамент классической физики, в основании которого лежали: дифференциальные уравнения с частными производными, математическая электростатика и магнитостатика – уравнения П. Лапласа (1749-1827) и С. Пуассона (1781-1840); теория Ж. Фурье (1768-1830) – уравнение теплопроводности; волновая оптика О. Френеля (1775-1827) и электродинамика А. Ампера (1775-1836). Обоснование закона сохранения энергии (Р. Клаузиус, В. Томсон, Дж. Максвелл) привело к возникновению термодинамики (Дж. Джоуль, Ю. Майер, Г. Гельмгольц), кинетической теории газов (Л. Больцман) и теории электромагнитного поля.
А. Ампер положил начало электродинамике как единой науке об электрических и магнитных явлениях. Он ввел фундаментальное понятие об электрическом токе. М. Фарадей (1791-1867) открыл электромагнитную индукцию, а Дж. Максвелл («Трактат об электричестве и магнетизме») математизировал основные концепции электродинамики. В конце 80-х годов XIX в. Г. Герцем было установлено существование электромагнитных волн, которые предсказывала максвелловская теория электромагнитного поля.
Область химии в XVIII в. перешла на новый качественный уровень. А. Лавуазье является основоположником научной химии, химии как системы. Он выделил и описал три категории химических соединений: кислоты, основания, соли; дал им современные названия; экспериментально доказал идентичность процессов окисления в живом и неживом мире. Химия XIX в. характеризуется несколькими крупнейшими прорывами, проходившими на фоне развития атомистических представлений: открытия электрона была химическая атомистика, после – молекулярно-кинетическая (физическая). Атомистика началась с Дж. Дальтона (1766-1844), когда «механический» атом стал химическим – атомом определенного химического элемента с определенным «атомным весом». (термин Дальтона). На почве атомно-молекулярного учения выросло учение о валентности и химической связи (Я. Берцелиус, 1779-1849). Открытие новых химических элементов и изучение их соединений подготовили почву для возникновения периодического закона. Создание в 1861 г. теории химического строения (органической химии) А. М. Бутлеровым (1828-1886) и открытие в 1869 г. периодического закона химических элементов Д. И. Менделеевым (1834-1907) венчали становление классической химии как науки.
Основными задачами биологии XVIII в. была классификации видов, близкая к коллекционированию. Однако биологи делали первые попытки осмыслить взаимосвязь различных живых форм в их развитии. Важнейшими представителями программы были: Карл Линней (1707-1778), Ж. Бюффон (1707-1788), Ж. Б. Ламарк (1744-1829). Ламарком стал автором первой целостной концепции эволюции и ввел термин «биология» в научный лексикон. К середине XIX в. биология оказалась в центре внимания научной общественности. Идеи эволюции Чарльза Дарвина (1809-1882) приобрели широкое мировоззренческое значение: прямой выпад против догмата сотворения человека, а идея выживания сильнейшего соответствовала настроению эпохи. В целом, в это время биология проходит становление как научная дисциплина в ее традиционной форме – «натуралистическая биология». То есть имел место системный подход в исследованиях: наблюдения и описания явлений природы, их классифицирование, установление закономерностей их осуществления, смысла и значения для Природы. Но делала первые шаги и экспериментальная биология ‑ исследования процессов жизнедеятельности: К. Бернар (1813-1878), Л. Пастер (1822-1895), И. М. Сеченова (1829-1905).
В области наблюдательной и математической астрономии выдающимися достижениями стали: открытие У. Гершелем (1738-1822) двойных звезд и их орбитального движения (1803) и решение Ж. Лагранжем (1736-1813) задачи трех тел. И. Кант (1724-1804) опубликовал свою работу «Всеобщая естественная история и теория неба» (1755), в которой выдвинул гипотезу о том, что солнечная и звездная системы аналогичны, а спиральные туманности – это звездные скопления.
3. Бурное развитие науки шло параллельно с модернизацией промышленного производства и Промышленной революцией XVIII в. в Англии. Это время заката старой мануфактурной промышленности, в которой роль универсального двигателя играло водяное колесо. Промышленная революция – это широкое понятие, связанное с серией радикальных изобретений и инноваций. Имперское положение Англии радикально расширило рынок сбыта промышленных товаров (особенно текстильных), что многократно увеличило их производство. В этих условиях ручной труд стал тормозом промышленного производства. Переход от ручного труда к машинному производству сделало Англию «мастерской мира». В середине XVIII в. были изобретены: прядильная машина («Дженни») Дж. Харгривса (1764); вотерная машина Р. Аркрайта (1769); мюль-машина С. Кромптона (1779); механический ткацкий станок Картрайта (1785).
Резкая концентрация производства, развитие железообрабатывающей и химической промышленности на фоне острой нехватки древесины интенсифицировали рост добычи каменного угля, что стимулировало появление новых направлений в горном деле и транспорте. Это, в свою очередь, привело к широкому применению чугуна. На этом фоне особенно остро встала проблема энергетики: маломощные водяные колеса, «привязанные» к рекам не могли дать необходимое количество энергии. Создание паровой машины Дж.Уатта ознаменовало радикальный переворот в технологиях XVIII-XIX вв. благодаря: свободному размещению паровых машин; возможности значительного увеличения мощности; использованию автономного двигателя на транспорте; использованию двигателя в производственных процессах. Если первая половина XIX века – «эпоха пара, железа и угля», то вторая половина XIX в. – «эпоха электричества, стали и нефти».
Промышленным переворотом или промышленной революцией называется период, когда человечество от мануфактурного производства перешло к машинному, или другими словами, совокупность технических, технологических, социальных, институциональных и иных перемен, связанных с заменой ручного труда машинным способом производства. Промышленная революция прошла три этапа.
Первый этап был связан с появлением рабочих машин в текстильном производстве. Изобретение и распространение машин создали возможности для расширения производства и его технического усовершенствования. Второй этап начался с изобретения универсального теплового двигателя, т.е. паровой машины. Третий этап промышленной революции был связан с созданием рабочих машин в машиностроении, т.е. с изобретением суппорта, или резцедержателя. Машиностроение, снабженное мощной энергетической базой и оснащенное рабочими машинами, позволило наладить бесперебойный массовый выпуск самых разнообразных машин и снабдить ими все отрасли производства. Применение машин в производстве привело к возникновению большого числа промышленных предприятий, образованию промышленных центров и скоплению в них населения. Эпоха промышленного переворота является, таким образом, временем возникновения и развития фабричного производства.
Первой страной, применившей новый способ, основанный на применении машин и индустриальных технологий в промышленном производстве, была Великобритания. Важнейшей предпосылкой промышленного переворота, являются либеральные социально-политические преобразования, утверждающие принципы гражданского равенства, экономической свободы, неприкосновенности личности и собственности. Не менее существенной предпосылкой промышленной революции считается высокая производительность сельского хозяйства вследствие, так называемой, аграрной революции. Аграрная революция заключалась в переходе от экстенсивных к интенсивным методам ведения сельского хозяйства, что обеспечивало его продуктивность и рентабельность. Географический и природно-климатический факторы также обеспечили Великобритании лидерство в промышленном перевороте. Запасы каменного угля способствовали быстрому переходу английской металлургии от древесного угля к каменному, что позволило ей к концу ХVIII в. выйти на первое место в мире.
Промышленные революции в разных отраслях следовали как цепная реакция. Переворот, начавшийся в легкой промышленности, выдвинул задачу увеличения массы машин, для удовлетворения этого спроса требовалось много металла, что вызвало переворот в металлургии и машиностроении; возросшая масса производимой продукции потребовала изменений на транспорте. Так, в 80-е гг. ХVIII в. был построен первый в мире пароход, в 1814 г. ‑ первый паровоз. К завершению промышленного переворота Великобритания стала ведущей экономической державой.
Промышленный переворот, начавшийся в XVIII в. в Англии, оказал влияние на последующее развитие всего мира. С теми или иными изменениями промышленный переворот совершился в XIX в. почти во всех странах Европы и Северной Америки.
Переворот в технике. Торговое процветание привело к обогащению английских купцов, к появлению избыточных капиталов, которые требовали помещения в дело. С другой стороны, в результате эмиграции в Америку Англия испытывала недостаток рабочей силы. Нехватку рабочей силы англичане попытались возместить введением машин. В 1733 г. ткач Джон Кей изобрел «летающий челнок», он подвергся преследованиям ткачей и был вынужден бежать во Францию. В 1765 г. ткач Харгривс создал механическую прялку, названную «Дженни»; эта прялка увеличивала производительность труда в 20 раз. В 1769 г. Ричард Аркрайт запатентовал прядильную машину, рассчитанную на водяной привод, – с этого момента машины стали использоваться на мануфактурах.
Первые машины создавались механиками-самоучками, они изготавливались из дерева и не требовали инженерных расчетов. После того, как сопротивление противников машин стало ослабевать, машины стали появляться одна за другой. В 1774-1779 гг. Самуэл Кромптон сконструировал прядильную мюль-машину, выпускавшую более качественную ткань, чем машина Аркрайта. В 1784 г. Эдмунд Картрайт создал ткацкий станок, который увеличил производительность ткачей в 40 раз.
Промышленная революция была сложным процессом, происходившим одновременно в различных отраслях промышленности. В горной промышленности одной из основных производственных проблем была откачка воды из шахт. В 1698 г. англичанин Севери создал машину, использовавшую для этой цели силу пара; в 1712 г. Томас Ньюкомен усовершенствовал эту машину, снабдив ее цилиндром и поршнем. В машине Ньюкомена находившийся в цилиндре пар конденсировался впрыскиванием воды, в цилиндре создавалось разряжение и поршень втягивался внутрь цилиндра под воздействием атмосферного давления. В разных странах делались попытки усовершенствовать эти машины, например, в России механик И. Ползунов построил двухцилиндровую машину аналогичного устройства. В 1763 г. усовершенствовать машину Ньюкомена взялся Джеймс Уатт. Уатт создал машину, принципиально новую: во-первых, поршень в машине двигало не атмосферное давление, а пар, впускавшийся из парового котла; во-вторых, после завершения хода поршня отработанный пар выводился в специальный конденсатор. В 1769 г. Уатт взял патент на свою машину. Уатту удалось привлечь к делу фабриканта Мэтью Болтона. В 1775 г. на заводе Болтона в Бирмингеме было налажено производство паровых машин. В 1784 г. Уатт запатентовал паровую машину двойного действия, в котором пар поочередно толкал поршень с двух сторон; в этой машине был применен центробежный регулятор, автоматически поддерживавший число оборотов.
В первых двигателях Уатта давление в цилиндре лишь немного превышало атмосферное. В 1804 г. инженер А. Вулф запатентовал машину, работающую при давлении 3-4 атмосферы, повысив КПД более чем в 3 раза. Массовое производство паровых машин было невозможно без точных токарных станков; решающий шаг в этом направлении был сделан механиком Генри Модсли, который создал самоходный суппорт. С этого времени стало возможным изготовление деталей с допуском в доли миллиметра – это было начало современного машиностроения. Возникновение машин вызвало потребность в металле. Раньше чугун плавили на древесном угле, а лесов в Англии почти не осталось. В 1785 г. Генри Корт изобрел способ производства чугуна на каменном угле. Добыча угля стала одной из основных отраслей промышленности.
После появления паровой машины начались попытки создания пароходов. Роберт Фултон построил пароход «Клермонт»; машина для этого парохода была изготовлена на заводе Уатта. В 1807 г. «Клермонт» совершил первый рейс по Гудзону, но без пассажиров. Через четыре года Фултон и Ливингстон были уже владельцами пароходной компании, через девять лет в Америке было 300 пароходов, а в Англии ‑ 150. В 1819 г. американский пароход «Саванна» пересек Атлантический океан, а в 1830 г. начинает действовать первая регулярная трансатлантическая пароходная линия. На этой линии курсировал самый большой по тем временам пароход «Грейт Уэстерн», имевший водоизмещение 2 тыс. т. и паровую машину мощностью 400 л. с.
Одновременно со строительством пароходов делались попытки создания паровой повозки. На многих рудниках существовали рельсовые пути, по которым лошади тащили вагонетки с рудой. В 1803 г. механик Ричард Тревитик построил паровоз, заменивший лошадей на одной из рельсовых дорог в Уэльсе. Дж. Стефенсон, механик-самоучка, получил заказ на постройку локомотива для одной из шахт близ Ньюкасла. В 1815 г. Стефенсон построил свой первый паровоз, а затем руководил строительством железной дороги длиной более 50 км. В 1830 г. Стефенсон завершил строительство первой железной дороги между Манчестером и Ливерпулем; для этой дороги он сконструировал паровоз «Ракета». Позже Стефенсон строил железные дороги в Бельгии и в Испании. В 1832 г. была пущена железная дорога во Франции, позже – в Германии и США.
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 г. 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. Население стекалось к фабрикам, и фабричные поселки вскоре превращались в огромные города; в 1844 г. в Лондоне было 2,5 млн. жителей. Рабочие составляли большую часть населения Англии; это было новое индустриальное общество.
Основной отраслью английской промышленности в первой пол. XIX в. было производство хлопчатых тканей. Новые машины позволяли получать 300 и более процентов прибыли в год и выпускать дешевые ткани, которые продавались по всему миру. Это был промышленный бум, производство тканей увеличилось в десятки раз. Однако для новых фабрик требовалось сырье; поначалу хлопок был дорог из-за того, что его очистка производилась вручную. В 1806 г. американец Эли Уитни создал хлопкоочистительную машину; после этого в южных штатах наступила «эра хлопка» ‑ создавались хлопковые плантации, на которых работали рабы-негры: расцвет рабства связан с промышленной революцией.
К 1840 г. Англия превратилась в «мастерскую мира», на ее долю приходилось более половины производства металла и х/б тканей, основная часть производства машин. Английские ткани заполнили мир и разорили ремесленников не только в Англии, но и во многих странах Европы и Азии.
В 1870-х гг. в развитии мировой экономики наступил перелом, связанный с расширением мирового рынка. Масштабное строительство железных дорог привело к включению в мировую торговлю континентальных областей; появление пароходов удешевило перевозки по морю. На рынки хлынула американская и русская пшеница – цены на нее упали в два раза. Эти события называют «мировым аграрным кризисом». Они привели к разорению многих помещиков в Европе, но вместе с тем обеспечили дешевым хлебом рабочих.
Промышленная революция дала Европе новое оружие – винтовки и стальные пушки. Давно было известно, что ружья с нарезами в канале ствола придают пуле вращение, отчего дальность увеличивается. В 1808 г. французский оружейник Поли создал казнозарядное ружье; в бумажном патроне помещался порох и затравка, взрываемая уколом игольчатого ударника. Но изготовление казенного затвора требовало ювелирной точности. Когда появился станок Модсли, немец Дрейзе сконструировал игольчатое ружье. Дальность выстрела составляла 800 метров, втрое больше, чем у других ружей.
Одновременно произошла революция в военном деле, вызванная появлением стальных пушек. В 1850-х гг. английский предприниматель Генри Бессемер изобрел конвертер, а в 60-х гг. французский инженер Эмиль Мартен создал мартеновскую печь. Было налажено промышленное производство стальных пушек. Наибольших успехов в производстве артиллерийских орудий достиг немецкий промышленник Альфред Крупп, в 60-х годах он наладил массовое производство казнозарядных нарезных орудий. Винтовки Дрейзе и пушки Круппа обеспечили победы Пруссии в войнах с Австрией и Францией.
В Европе происходит быстрая модернизация по английскому образцу, на первой стадии она включает заимствование техники: станков, паровых машин, железных дорог. На второй стадии начинается политическая модернизация, Европу охватывает волна революций. В 60-х гг. культурная экспансия промышленной цивилизации сменяется военной экспансией. Начинается эпоха колониальных войн; в итоге весь мир оказывается поделенным между промышленными державами. Англия, создает огромную колониальную империю.