Наука і техніка ХХ століття

Досягнення техніки

Період з 1870 по 1917 роки був часом швидкого зростання техніки, хоча й неоднакового у різних галузях.

Перехід до масового, безперервно – поточного виробництва і комбінування різних технологічних процесів були пов’язані з автоматизацією промислового виробництва. Попередні види енергії не задовольняли нових потреб машинного будівництва. Проблема могла бути вирішена лише на підставі застосування електроприводу. Розвивається, ускладнюється та набуває все більш автоматизований характер система машин на базі електроприводу як у сфері виробництва засобів виробництва, так і виробництва засобів споживання. В енергетиці, металургії, металообробці, гірничій справі, хімічній технології, будівничій справі, на транспорті, у зв’язку реалізується більшість нових відкриттів та винаходів, що підвищують продуктивність праці.

Із чотирьох основних сфер матеріального виробництва технічні новації на той час досягли найбільшого розвитку в промисловості, на транспорті та у зв’язку. Сільське господарство засвоювало нову машинну техніку значно пізніше.

В цілому уклад техніки 1870-1917р.р. можна охарактеризувати як більш високий етап розвитку, ніж попереднє століття «пару, вугілля та заліза».

В енергетиці поряд зі швидким розвитком електричних генераторів і моторів були створені два нових типи теплових двигунів – парова турбіна та двигун внутрішнього згоряння, застосування якого було особливо поширеним і дозволяло перейти до механізації галузей виробництва, які до цього не виходили за межі попередньої техніки.

Зазнали значного удосконалення поршневі парові машини та їх котельні установки. Вони застосовувались і як рушії, що безпосередньо приводили в рух робочі машини, і як первинні двигуни 9поряд з паровими турбінами і різноманітними паровими турбінами) для виробництва електроенергії.

У металургії характерним було витіснення виробітку заліза виробництвом сталі. До з’явившихся у попередньому періоді мартенівському та бессемеровському додався томасівський спосіб виробітку сталі. Виникла електрометалургія. Прогресувала виробітка високоякісної і легірованої сталі та феросплавів.

Поряд із широким застосуванням у всіх галузях виробництва чорних металів (сталі та чавуна) швидко зросло споживання кольорових металів, зокрема, алюмінію. Відкриття електричного способу отримання та деяких інших кольорових металів допомагало задовольнити попит на них.

Видобуток камінного вугілля продовжував зростати швидкими темпами, при чому вугілля використовувалося тепер не тільки як паливо в промисловості і на транспорті, але і як сировина для хімічної переробки. Одночасно різко зросло добування нафти та удосконалювались методи її добування із надр та переробки.

Отримують найширше поширення хімічні методи обробки сировини. Розвивається основ хімічна промисловість (виробництво сірчаної кислоти, соди, хлору), але особливого значення набуває в ці роки хімічна технологія штучних та синтетичних речовин. Вперше створюються пластмаси, штучне волокно, синтетичний каучук, аміак та забарвники.

Поширюється переробка нафти з метою отримання керосину, бензину та інших нафтопродуктів. Попит на нафтопродукти збільшується у зв’язку із застосуванням двигунів внутрішнього згоряння. Удосконалюється перегонка нафти завдяки введенню крекінг-процесу, тобто способу розкладу нафти при невисоких температурах та тиску.

Були досягнути найбільші технічні успіхи у сфері будівництва та благоустрою. У практику увійшли обширні (у тому числі висотні) жилі, виробничі, торгові, декоративні конструкції із сталі та залізобетону з паровими, а потім і електричними ліфтами. Удосконалюються різні види централізованого опалення. Електричне освітлення все більше витісняє газове та керосинове. Проникають у побут електричні обігрівачі та інші прилади.

Транспорт перетворюється у велику сферу вкладення капіталу. Засоби транспорту стають основною формою вивозу капіталу, важливим знаряддям політики. Швидко зростає світова залізнична мережа. Найбільший приріст залізниць спостерігається в США, а також в Росії (збудовано Велику Сибірську магістраль в 7,4 тис. км довжиною). Основним видом тяги на залізничних дорогах стають паровози, конструкція яких удосконалювалась. Починалось використання електротяги та тепловозів. Найбільш раннє застосування електротяга отримала у нових видах міського рейкового транспорту – наземного (трамвай) та підземного (метро), а також на гірських залізничних лініях з довгими тунелями.

Сухопутний безрейковий транспорт вступив в етап систематичної та успішної механізації на основі застосування автомобіля з двигуном внутрішнього згоряння.

До потреб автотранспорту пристосовувались дороги, будівництво яких зростало і механізувалося. Автомобілебудівництво, що швидко розвивалося, увійшло (поряд із електротехнічною, нафтовою, кінематографічною та іншими новими галузями виробництва) до числа найулюбленіших сфер інвестування крупного капіталу.

У нафтовій промисловості зародився трубопровідний транспорт, якому судилося велике майбутнє.

Значні також технічні досягнення водного транспорту. На межі ХІХ – ХХ ст. ст. тоннаж світового парового флоту вперше перевищив тоннаж вітряного. Побудовані були також перші судна з паровою турбіною (турбоходи).

У ці роки прокладено нові важливі штучні водяні шляхи. Найбільш протяжним з них був Панамський канал (1915), що мав для правлячих кіл США велике господарське та військове значення. Видатне технічне завоювання кінця ХІХ – початку ХХ ст. – створення керованих повітряних суден легше повітря (дирижаблів) та тяжче повітря (аеропланів). Моторами повітряних апаратів обох видів слугували двигуни внутрішнього згоряння. Проте, ні повітроплавання, ні авіація не стали тоді ще засобом регулярного пасажирського повітряного транспорту. Дирижаблі та літаки систематично використовувались лише для військових цілей в роки першої світової війни.

У ХІХ ст. багато винахідників пропонували використовувати реактивний двигун (ракету) для повітряних апаратів в межах земної атмосфери. Ідея використання реактивного апарату для польотів у космос належить К. – Е. Ціолковському.

Події значної важливості відбулися у галузі техніки зв’язку. Остання чверть ХІХ ст. була часом появи телефону. Поруч з удосконаленням проводного телеграфного та телефонного зв’язку виник новий вид зв’язку – безроволочний (радіо).

Для перспектив технічного розвитку особливе значення мало застосування в радіотехніці електронних ламп. Це сприяло виникненню нової галузі – електроніки.

З удосконаленням техніки поліграфії з’явились нові засоби масової інформації: апарати для механічного запису та подальшої репродукції звуків мови, музики тощо – фонограф та грамофон. Було створено кінематограф, що отримав за короткий час велику популярність у світі.

У перші десятиріччя ХХ ст. починається механізація сільського господарства, яке в основному базувалося на ручній праці та використанні тяглової сили тварин. Вирішальною передумовою механізації стало застосування у хліборобстві тракторів з двигунами внутрішнього згоряння. Успіхи хімічної промисловості дозволили широко застосовувати мінеральні добрива. Нова техніка стала застосовуватися для зберігання, перевезення та переробки сільськогосподарських продуктів.

Військова промисловість досягла великого розвитку. Однією з характерних рис військової техніки того часу стала автоматизація стрєлкової зброї. Були суттєво удосконалені конструкції станкових кулеметів. До початку світової війни було створено також декілька типів автоматичних гвинтівок.

У великих розмірах зросло виробництво вибухових речовин.

У 1915 році німецькі війська вперше застосували бойові отруйні речовини. Країни Антанти також розгорнули виробництво задушливих, вибухових та інших отруйних газів. Виготовлялись хімічні артилерійські снаряди, спеціальні апарати – газомети.

З метою захисту від газів у всіх арміях були введені протигази. Почалося також будівництво газосховищ.

Перша світова війна була певною мірою першою «війною моторів». Для забезпечення фронту широко використовувався автотранспорт; з’явились нові бойові засоби – танки та бронеавтомобілі.

Розвиток науки

Наприкінці ХІХ ст. в природознавстві почався справжній переворот, який кінець кінцем і підготував науково-технічну революцію (НТР). У безпосередньому зв'язку із запитами матеріального виробництва ставали і розв'язувалися нові складні теоретичні проблеми. Йшла послідовна диференціація окремих галузей науки на всі вужчі, спеціальні галузі, і разом з тим відбувалася своєрідна інтеграція: окремі науки зв'язувалися між собою прикордонними дисциплінами (астрофізика, геохімія, біохімія і т. д.).

Успіхи приладобудування озброїли різні галузі науки новими засобами для проведення експериментальних досліджень.

У області фізико-математичних наук цього періоду визначилися три основні напрями: дослідження будови речовин, вивчення проблеми енергії і створення нової фізичної карти світу. Підготовлені роботами попереднього періоду і спонукувані вимогами матеріального виробництва, наукові дослідження в кожному з цих напрямів привели до найбільших відкриттів: радіоактивності; електрона — першої з відомих нам елементарних частинок; нового вигляду електромагнітних випромінювань (радіохвиль, рентгенівських променів); складної будови атома і т.д. Ці відкриття не укладалися в рамки пануючих до них природничонаукових уявлень. Це привело до створення нової фізичної карти світу, що одержала віддзеркалення в квантовій теорії М. Планка, теорії відносності А. Ейнштейна, вченні про просторово-часовий континуум Р. Мінковського.

У області хімії не тільки було відкрито безліч нових хімічних елементів, що розмістилися в порожніх до цього клітках Менделєєвської таблиці елементів, але було відкрито і перетворення елементів. Завдяки відкриттю радіоактивності і створенню нової моделі атома в новому світлі з'явилося значення Періодичного закону.

У біологічних науках затверджувалося еволюційне учення Ч. Дарвіна, творчо доповнене і уточнене працями багатьох учених з різних країн. Були виявлені нові перехідні форми між різними класами тваринного світу і між людиною і вищими тваринами. Важливі відкриття були зроблені у області вивчення спадковості.

Біохімія рослин і тварин стала найважливішим розділом біології. Великі були досягнення мікробіології і медицини у виявленні збудників заразливих хвороб і розробці методів ефективної боротьби з ними.

Разом з геологією сформувалися геофізика і геохімія. Під впливом еволюційного вчення висувалися нові теорії, що розглядають геологічні явища в їх розвитку і взаємному зв'язку.

У широких масштабах проводилося вивчення раніше недосліджених районів земної суші і Світового океану.

До початку XX в. відносяться перші спроби капіталістичних держав координувати і регулювати наукові дослідження, виходячи зі своїх завдань. Ці суспільства і асоціації грали велику роль в національній консолідації наукових сил і розвитку інформаційних зв'язків між колективами дослідників.

Посилився контакт між ученими різних країн. Утворилися постійно діючі міжнародні наукові організації.

В кінці XIX — на початку XX століття помітно просуну­лось вперед наукове суспільствознавство. Це був час віри в прогрес, заснований на розвиткові наукового знання і його застосування у всіх сферах суспільства. Однак з'явились ми­слителі, які під впливом реальних історичних подій, а також, виходячи з труднощів, які супроводжували спроби на­укового дослідження суспільства, висловлювали сумнів і в прогресі, і в універсальності наукових (науково-природни­чих) методів пізнання і перетворення дійсності.

XX століття ознаменувалось бурхливими подіями, які знайшли відображення в розвиткові соціальної теорії. Сут­тєво просунулись вперед соціальні науки — економічна те­орія, правознавство, політологія, соціологія, психологія та інші науки. А на філософському рівні продовжувалось переосмислення принципів XIX століття, яке свято вірило в прогрес і у всесилля науки.

Недоліки цивілізації, створеної наукою і технікою, не­здатність науки вирішити багато які з виключно людських проблем призвели до появи в соціальній філософії теорій, які містили в собі сильний антинауковий елемент.

По-перше, сумнівною видавалась універсальність науко­вих методів і їх дослідницька ефективність. Такі напрямки в філософії, як герменевтика, екзистенціалізм, прямо вказува­ли на обмеженість науковоприродничих методів пізнання, їх нездатність дослідити світ людини. Подібні переконання базувались на констатації своєрідності області історії і куль­тури, де діють свідомість людини і свобода волі. Заперечува­лась наявність в області соціальних явищ тих законів, які співвідносились з законами природи. Подібні установки ре­алізовувались і в окремих соціальних науках. Наприклад, в історії набула популярності школа Анналів, теоретики якої розвивали принципи неокантіанськоїтеорії пізнання.

По-друге, підкреслювалась багатозначимість наслідків технічного прогресу, шкідливість і навіть ворожість ство­реної наукою і технікою цивілізації у відношенні до люди­ни. Такі мотиви відчутні в неофрейдизмі і екзистенціалізмі.

Після фундаментальних наукових відкриттів першої по­ловини XX століття розумова атмосфера світу різко зміни­лася. «Кінетична енергія газів, ейнштейнівська механіка, квантова теорія поля докорінно змінили те уявлення про нау­ку, яке ще вчора було загальним. Уявлення це не стало менш високим — воно зробилося більш гнучким. На місце остаточ­но визначеного останні відкриття в багатьох випадках вису­нули безкінечно можливе; на місце точно вимірюваного — по­няття вічної відносності міри» (Марк Блок).

Наука — це процес пізнання, який полягає в тому, щоб, перетинаючи межу природи і культури в обох напрямках, досягти істини. Відповідно до Гегеля, через зведення об'­єктивного до суб'єктивних понять наука і філософія праг­нуть подолати їх протилежність. Бертран Рассел стверджу­вав, що сучасну науку конституювали два інтелектуальних інструменти — винайдений античними греками дедуктив­ний метод, а також вперше широко використаний Галілеєм експериментальний метод. Дедуктивний метод дозволив гре­кам створити математику, філософію і логіку. А логіка ста­ла засобом самоорганізації культури.

На початок XX ст. наука стала новим ідолом західної культури. Неопозитивістами були вироблені основні кри­терії, що дозволяли визначити, чи є знання науковим. Ці критерії представляли собою характеристики методу дослі­дження. Як прихильники емпіричної філософії, неопози­тивісти визначали істинність знання через експеримент і конкретний факт. В євроамериканських країнах наука ста­ла головною продуктивною силою суспільства. Здобутки науки, винаходи і технологічні нововведення стали рушія­ми економічного розвитку країн і матеріального добробуту людей.

Результатами успіхів науки була така галузь машинобу­дування як автомобільний транспорт. У 1898 році був про­даний перший автомобіль Даймлера в Німеччині. В 1902 році піднявся в повітря перший літак братів Райт, що про­тримався в небі 57 секунд. А через 11 років, в 1913 році був здійснений безпосадочний переліт з Лондона до Парижа. У цьому ж році в Петербурзі здійснив свій перший політ «Ру­ський витязь» — чотирьохмоторний літак конструкції укра­їнського інженера Ігоря Сікорського. Перед цим саме в небі Києва І. Сікорський випробовував свої перші літаки. А у дворі батьківського дому вперше у світі заторохтів і відірвав­ся від землі сконструйований ним гелікоптер.

В працях російського вченого М. Жуковського було зроблено теоретичне обґрунтування літакобудування, а Пе­рша світова війна прискорила розвиток нової галузі. Вче­ний заклав основи сучасної аеродинаміки, створивши пра­ці з теорії авіації, винайшов аеродинамічну трубу і в 1904 році під Москвою заснував Аеродинамічний інститут.

Вчені довели, що атом не є найдрібнішою часткою ре­човини, тому що була відкрита перша мікрочастка — елек­трон. Англійський фізик Е. Резерфорд і американський — Ф. Содді розробили загальну теорію радіоактивності. Е. Ре­зерфорд вважається основоположником ядерної фізики як типово прикладної науки. Датський фізик Н. Бор вніс по­правку в цю теорію, довівши, що електрони у своєму русі стрибкоподібно переходять з однієї орбіти на іншу, випро­мінюючи при цьому порцію (квант) енергії. Так було дока­зано, що закони класичної ньютоновської фізики не можуть бути застосованими по відношенню до мікросвіту.

Згодом виявилось, що так само не можна застосовувати закони класичної фізики і в космосі. Нові уявлення про співвідношення часу і простору були розроблені німецьким вченим А. Ейнштейном в його фундаментальній науці — теорії відносності. У відповідності з нею при швидкості, близькій до швидкості світла, плин часу уповільнюється, а розміри тіл зменшуються. Тобто часовий відрізок перетво­рюється в просторовий обсяг. Отже, кожна система коорди­нат повинна мати власний годинник, який би знаходився в ній, тому що рух змінює ритм годинника. Таким чином А. Ейнштейн в теорії зумів об'єднати простір і час і втілив це у формулі, за якою енергія дорівнює масі, помноженій на квадрат швидкості світла. Тобто було змінене розуміння простору, часу і руху: тіло рухається в чотирьохвимірному просторі, координатами якого стали довжина, ширина, гли­бина і — час, так що тепер це вже не просто простір, а простір-час.

Тоді ж були зроблені перші кроки у пізнанні матеріаль­них основ мислення. Завдяки науковим досягненням Менделя-Моргана і відкриттю закону гомологічних рядів М. Вавіловим виникла нова наука про походження організ­мів. Тобто була створена теорія спадковості, що згодом ста­ла називатись генетикою.

Світове визнання досягнень російських вчених вислови­лось в присудженні їм престижних премій і присвоєнні по­чесних звань членів зарубіжних академій наук. А тим часом російський фізіолог І. Павлов відкрив, що матеріальні фі­зіологічні процеси, які відбуваються в корі головного мозку, лежать в основі поведінки людини. Тобто він довів, що процес мислення є особливою властивістю високоорганізованої ма­терії. Тому в 1904 році йому було присуджено Нобелівську премію за дослідження в області фізіології травлення.

Розквіт фізики і її практичне застосування базувалося на досягненнях математики. К. Ціолковський в 1903 році опу­блікував працю «Дослідження світових просторів за допомо­гою реактивних приладів», тим самим розпочавши історію ракетної техніки і заклавши основи сучасної космонавтики.

Видатний російський вчений В.І.Вернадський отримав світове визнання за праці, які поклали початок великій кі­лькості нових наукових напрямків в геохімії, біохімії, ра­діології. Він першим передбачив фантастичну здатність роз­щепленого атома, але і попередив про величезну небезпеку через необережне поводження з нею. Вчений заклав основи сучасної екології. В 1915 році за ініціативи В.І. Вернадського була створена комісія з вивчення природних продук­тивних сил Росії.

Різко виросли наукові зв'язки Росії з іншими країнами. Стали звичайним явищем науково-дослідна і викладацька робота багатьох російських вчених в зарубіжних академіях і університетах.

Як нова науково-технічна галузь на початку століття ви­никла електроніка. Вдосконалюючи апаратуру радіозв'яз­ку, англієць Дж. Флемінг винайшов діод (двоелектродну лампу). Її стали використовувати в радіоприймачах. Розвиткові електротехнічної промисловості сприяло промислове застосування електроенергії, будівництво електростан­цій, розвиток телефонного зв'язку. Першу електростанцію змінного струму в Європі побудував у Празі український вчений проф. І. Пулюй. Згодом він запустив у дію низку елек­тростанцій постійного струму в Австро-Угорщині.

Дитям XX століття став телевізор. В 1900 році російсь­кий інженер О. Полумордвінов подав заявку на «світлорозприділювач для апарату, який слугує для передачі зображень на відстань». Це був один з 25 запропонованих на той час винахідниками різних країн проектів механічних телесистем і третій проект електропередачі кольорових зображень. Проте деякі вчені основоположником телебачення вважають росіянина В. Зворикіна. На думку інших творцем першого телеприймача був Борис Грабовський (син відомого укра­їнського поета-народника), який створив прилад в 20-ті роки. Але навіть і після початку промислового виробницт­ва телевізорів навряд чи хто міг передбачити, яке важливе місце посяде телебачення в житті людства.

Нову галузь знання — імунологію створив росіянин І. Мечников і німець П. Ерліх, за що обоє отримали Нобелівську премію.

З. Фрейд, австрійський психолог, першим висунув гіпо­тезу про роль підсвідомості як важливого фактора соціаль­ної поведінки людини. Сформульована З.Фрейдом теорія психоаналізу справила величезне враження на мистецтво і літературу не тільки Австрії, а й усього світу. Вона стала інструментом художньої творчості.

В 1930 році американець Норберт Вінер сформулював за­дачі про «поведінку параметра, що регулюється». Через рік він разом з іншим вченим — Лі запатентував прилад, що ви­рішував одну з таких задач. Технічно ж вона була втілена тільки через двадцять років. А потім студент Вінера, гені­альний Клод Шеннон виклав у загальних рисах основи тео­рії інформації, яка у поєднанні з роботами Н. Вінера дала світові кібернетику.

Список використаної літератури:

Т. Ладиченко. Всесвітня історія. А.С.К., Киїів – 1999р.

О.В. Воронянський. Всесвітня історія ХХ ст. Парус^тм, Харків – 2006

О.П. Іваницька. Новітня історія країн Європи та Америки. Вінниця – 2003р.

А.І. Кормич, В.В. Багацький. Культурологія (історія і теорія світової культури ХХ ст.). Навчальний посібник. Одіссей, Харків – 2002р.

В.С. Виргинский, В.Ф. Хотеенков. Очерки истории науки и техники 1870-1917гг. Просвещение, Москва – 1988

Всемирная история в десяти томах. Том 7. Издательство социально – экономической литературы. Москва – 1960, стр. 642

2