Развитие науки и техники в материальном производстве в конце XIX-начале XX века

Великие открытия

Благодаря росту производительных сил и повышению потребностей общества в этот период были сделаны важнейшие открытия в таких отраслях, как транспорт, электричество, строительство, металлургия, машиностроение и т. д.

В результате увеличения протяженности железных дорог во всем мире произошли большие перемены в паровозостроении. Вместо простых и маломощных паровых машин были созданы двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели. Электрические двигатели вначале использовались в транспорте. С 1895 года в крупнейших городах Англии и США стали пользоваться трамваем. Были проведены опыты по электрификации железных дорог. В кораблестроении все больше стали использовать сталь.

Электричество

Государства, в которых была развита электротехническая промышленность, испытывали экономический подъем.

Развитие промышленности год за годом увеличивало потребность фабрик, заводов, торговых предприятий и контор в искусственном освещении.

В 1876 году русский изобретатель П.Н. Яблочков сконструировал промышленный образец электрической лампы, названной электрической свечой. Знаменитый американский изобретатель Т. Эдисон создал новый вид лампы накаливания с угольной нитью и высоким устойчивым вакуумом. Первая тепловая электростанция, открытая Эдисоном в Нью-Йорке, обеспечивала энергией сотни потребителей.

Использование металла и стекла в строительстве

В сфере строительства произошли большие перемены. Начали широко использовать металл и стекло, благодаря чему стали строиться здания нового типа — банки, фабрики, рынки, торговые ряды, вокзалы, жилые дома, крупные гостиницы и т. д.

Большое значение в строительстве приобрел цемент. В этот период появился новый материал — железобетон, который принято считать изобретением французского садовника Моне. Он изготавливал из железобетона большие цветочные горшки.

Широкое использование новых материалов — железобетонных каркасных конструкций и стекла повлияло на архитектуру зданий.
в 1889 году французский инженер Эйфель для Всемирной выставки построил в Париже ставшую символом технических достижений того времени стальную решетчатую башню высотою 300 метров, при возведении которой был применен ряд прогрессивных для того времени методов монтажа строительных конструкций. Его изобретение использовали в дальнейшем американцы при строительстве зданий-небоскребов высотою 400 метров.

Очень изменилась и техника строения железнодорожных тоннелей и возведения железнодорожных мостов. В 1880 году в Альпийских горах на знаменитом перевале Сен-Готард был построен тоннель длиною 15 км.

К этому времени резко изменилась и техника гидростроительства. В 1914 году было завершено строительство Панамского канала, соединяющего Атлантический океан с Тихим океаном.

Металлургия

Конечно, без развития металлургической отрасли невозможно было возведение вышеназванных строительных сооружений. Совершенствовалась выплавка металла. Немецкий ученый Р. Кирхгоф ввел автоматизацию в металлургию. Увеличилась емкость печей. Была решена проблема превращения чугуна в сталь. Появились новые технологии производства сульфатной кислоты, необходимой для промышленности. Был внедрен аммиачный метод получения искусственной соды.

В 1886 году электролитным методом был произведен алюминий. В начале XX века JI. Бакеланд (Бельгия) предложил первые полностью синтетические пластмассы.

В это время стремительно развивалось машиностроение. Основоположником науки о резке металлов является русский ученый И. А. Тиме. В 1867 году впервые был применен американским электротехником Томсоном метод электросварки.

Переработка нефти

В конце XIX — начале XX века возникла одна из важнейших отраслей экономики — переработка нефти. С совершенствованием двигателя внутреннего сгорания возникла проблема получения бензина.

В области создания легкого двигателя, работающего на бензине, больших успехов добился немецкий ученый Г. Даймлер. Он создал двигатели, устанавливаемые на автомобиле, моторной лодке, мотоцикле. Мощность первого двухцилиндрового двигателя Даймлера равнялась 34 лошадиным силам.

В 1887 году Р. Дизель изобрел двигатель, работающий по принципу самовоспламенения топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.

Русский изобретатель А.Ф. Можайский, английский конструктор Г. Филиппе и французский изобретатель К. Адер внесли огромный вклад в создание первых аэропланов.

В 1903 году братья Уилбур и Орвил Райт совершили полет на аэроплане. Чарльзом Бэббиджем (Англия) была создана автоматическая вычислительная машинка, Джозефом Мари Джаккардом — программирование швейных машин, JI. Сперри (США) — автоматическое управление самолетами, Н.И. Кибальчичем разработан проект ракетоплана (Россия).

Радоитехника

Одним из величайших открытий в сфере техники было изобретение радио. Немецкий ученый Г. Герц впервые в мире на опыте доказал существование электромагнитных волн.
Русский ученый А. Попов разработал метод передачи и приема электромагнитных волн для беспроволочной связи и создал «прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний». Таким образом была создана классическая схема приемника. В Англии Г. Маркони изобрел беспроволочный телеграф.

В конце XIX века стало быстро развиваться новейшее достижение техники — телефон. Инженер-техник А. Белл, родившийся в Шотландии и проживавший в Америке, первым получил патент на телефонный аппарат. Телефон, в отличие от других новых изобретений, очень быстро вошел в обиход во всех странах. Первая городская телефонная станция была запущена в США. Впоследствии телефонные станции открылись в Париже и Берлине.

Т. Эдисон создал аппарат записи, сохранения и воспроизведения речи и музыки — фонограф. На основе фонографа были изобретены граммофон, патефон и устройства звукозаписи и звуковоспроизведения.

Военная сфера

Начиная с конца XIX века в связи с началом борьбы за передел мира усиливается связь между военной сферой и экономикой. Машинизированная индустрия дала возможность осуществить несколько очень важных военно-технических новшеств.

К этому времени во всех развитых странах росла численность полевых войск и полевой техники. Это стало причиной роста количества и качества производства оружия для пехоты и артиллерии. Было изобретено скорострельное ружье с пороховницей. Однако использование дымного пороха снижало боевые качества ружья. Во время быстрой стрельбы из ружья с пороховницей дым не успевал рассеяться, и это мешало стрелкам видеть цель. Таким образом, практика военного дела поставила задачу изобретения бездымного пороха.
В 1884 году французский ученый Ж. Въеле достиг успеха в создании пироксилинового пороха без дыма. В России Д. И. Менделеев самостоятельно от французов открыл «секрет» бездымного пороха. Во многих странах было налажено производство бездымного пороха.

Вместе с совершенствованием ружья и улучшением пороха появились и боевые армии, хорошо вооруженные, противостоящие натиску многочисленных войск. Появление во Франции скорострельных самоходных пушек, а также взрывчатых веществ поднято боевое качество армии на новый уровень.

Шведский инженер А. Нобель сделал сенсационное открытие в области изготовления нового взрывчатого вещества. В 1888 году он создал динамит, благодаря чему очень разбогател.
Накануне Первой мировой войны были значительно усовершенствованы огнестрельное оружие и артиллерия. Во время войны наряду со станковым пулеметом был изобретен легкий ручной пулемет. Увеличилось расстояние досягаемости цели. Появились пушки, стрелявшие на большие расстояния. Танк, оснащенный двигателем внутреннего сгорания, гусеничными траками, броней и пушкой, впервые был использован 15 сентября 1916 года англичанами в бою у реки Сомма. Танк превратился в страшное боевое оружие.
В начале XX века были построены самолеты, летающие со скоростью до 220 километров в час на высоте до 7000 метров, дальность их полета достигала 900 километров.
Таким образом, этот период характеризуется быстрым развитием науки и техники.