Текст книги "Новая история стран Европы и Северной Америки (1815-1918)"

Глава 2
Индустриализация Европы

Наука в университетах

В XIX – начале XX в. научные исследования были локализованы в немногих странах. Дж. Бернал констатирует: «В 1896 году практически вся мировая наука концентрировалась в Германии, Англии и Франции. Остальные же научные центры в Европе и Америке в действительности представляли собой вспомогательные местные филиалы науки этих стран, а в Азии и Африке наука была сравнительно мало развита»[16]16
  Бернал, Дж. Наука в истории общества / Дж. Бернал. М., 1956. С. 389.


[Закрыть]. Сама научная деятельность осуществлялась на базе университетов. В Германии первую университетскую научную лабораторию создал в 1825 г. выдающийся химик Юстас фон Либих — профессор университета г. Гиссена. Ее школу прошли ученые, оставившие глубокий след в науке: Август Гофман, Фридрих Кекуле, Н.Н. Зинин и многие другие. С 30-х гг. университеты различных германских государств усиленно создают научные лаборатории.

Со второй половины XIX в. в структуре ряда германских университетов появляются научно-исследовательские институты. Они финансировались из университетского бюджета, работали по тематике факультетов, обычно возглавлялись заведующим кафедрой соответствующего профиля. В этих институтах тесно переплетались обучение и научная работа, к которой привлекались не только преподаватели, но и студенты. Научно-исследовательские институты в высших учебных заведениях в короткий срок стали одной из наиболее эффективных форм организации исследований. На рубеже XIX–XX вв. выделились своими достижениями исследовательские центры при Берлинском и Гейдельбергском университетах, Высшей технической школе в Ганновере, Физико-химический институт Вильгельма Оствальда в Лейпциге.

В Великобритании Уильям Томсон (лорд Кельвин) в 1846 г. организовал лабораторию при университете г. Глазго. В 1872 г. начала действовать Кларедонская лаборатория в Оксфорде. К 1874 г. относится официальное открытие получившей впоследствии высочайшую научную репутацию Кавендишской лаборатории при Кембриджском университете. Первым ее директором был один из крупнейших ученых Джеймс Клерк Максвелл. Французские университеты восстановили утраченную при Наполеоне I административную самостоятельность в 1896 г. Наряду с учебной работой они начали подготовку научных кадров и проведение исследований. Для этого создавались специализированные институты и центры, ориентированные на решение практических задач в области химии, агрохимии, бактериологии, гигиены и т. п.

Научно-исследовательские учреждения

В конце XIX – начале XX в. в ряде европейских стран и США возникли научные учреждения нового типа – самостоятельные лаборатории и институты. В отличие от университетских они обладали автономией, т. е. имели собственный бюджет, штат, управленческий аппарат, выступали как юридическое лицо. Появление подобных учреждений означало преобразование научной деятельности из индивидуальной в коллективную форму, т. е. переход к новому, более высокому уровню. Это отвечало потребностям времени: сложность и многогранность стоявших перед исследователями проблем требовали для их разрешения усилий многих ученых, зачастую различных специальностей.

Созданию научно-исследовательских институтов способствовала также возникшая на определенном этапе развития необходимость решения общегосударственных научных проблем прикладного характера, которые не вписывались в профиль университетов с их «чистой» наукой и были не под силу частнопредпринимательским организациям. В таких случаях организатором научных исследований становилось само государство. Опыт создания правительственных исследовательских учреждений ведет свою историю с 1676 г., когда в Гринвиче была открыта Королевская обсерватория для наблюдения за небесными телами с целью улучшения навигационных таблиц. Тогда это было не правилом, а исключением, а в XIX в. государственные лаборатории численно умножились и укрепили свое положение. Британское правительство в 1832 г. основало Отдел по геологическим изысканиям, финансировало учрежденное в 1854 г. Метеорологическое управление, которое разместило на побережье континентальной Европы станции по наблюдению за погодой, снабжало военные и торговые корабли приборами для океанографических наблюдений и получало от них отчеты. В 1900 г. была открыта Национальная физическая лаборатория – первый в Англии государственный технический научно-исследовательский институт. На его базе в числе других проводил эксперименты Королевский авиационный завод.

В Германии практические задачи решали Комиссия стандартов-, созданная в 1868 г., Государственное статистическое управление (1872). Вне системы высшей школы действовали Государственный физико-технический институт, Институт инфекционных заболеваний Роберта Коха (1891), Институт экспериментальной терапии Пауля Эрлиха (1899). Сами названия организованных в Германии Института морских и тропических болезней (1900), Института мировой экономики и экономики морского транспорта (1914) говорят о тематике и целях проводившихся в них исследований.

В США также появляются учреждения, призванные решать научно-технические вопросы. Это были Армейский корпус инженеров (1802), Армейский исследовательский центр по изучению озер (1841), Армейский корпус связи (1863), Геологическая служба Министерства внутренних дел (1879), Бюро погоды (1890), различные научные подразделения в других ведомствах. Научным центром национального значения стал основанный в 1846 г. в Вашингтоне Смитсоновский институт[17]17
  В 1829 г. английский химик и минеролог Джеймс Смитсон завещал США 500 тыс. долларов на создание Института для увеличения и распространения знаний среди людей.


[Закрыть]. Его деятельность субсидировалась и контролировалась федеральным правительством, дававшим заказы на исследования в области геологии, географии, химии, метеорологии, военно-инженерного дела. В XX в. государственное регулирование научных исследований стало еще более широким. В 1901 г. организовано Национальное бюро стандартов. Выявившееся с началом Первой мировой войны отставание ряда отраслей военной промышленности побудило учредить в 1915 г. Военно-морской консультативный комитет и Национальный консультативный комитет по аэронавтике (предшественник позднейшего НАСА – Национального управления по аэронавтике и освоению космоса). Созданный в 1916 г. Национальный исследовательский совет, включивший чиновников, представителей благотворительных фондов, Национальной академии наук, университетов и промышленных лабораторий, координировал работу по научно-техническому обеспечению производственных программ.

Частнокапиталистический сектор науки

Переход к монополистической стадии капитализма и расширение производства стимулировали новую тенденцию в развитии науки: более активное приложение ее к практике. В это время достижения науки не только продвинули далеко вперед теоретические представления в самых различных областях знания, но и преобразовали многие технологии, оживили старые и создали предпосылки для возникновения новых отраслей промышленности. Наука постепенно становилась существенной составной частью производства. В связи с этим монополистические объединения проявляли все большую заинтересованность в научных исследованиях. В начале XX в. в США была найдена эффективная возможность вложения средств в науку. Налоговое законодательство страны предоставило значительные льготы частному капиталу, предназначенному для благотворительной деятельности в области культуры, образования, науки. Крупнейший владелец железнодорожных и сталелитейных компаний Эндрю Карнеги, отойдя от дел и продав свои предприятия, в 1902 г. создал благотворительный фонд своего имени. Поместив в него деньги, Карнеги освободил от уплаты подоходного налога значительную часть состояния и в то же время наладил систематическое финансирование исследовательских работ. К 1915 г. число подобных фондов достигло 27 и в дальнейшем продолжало быстро расти. Рокфеллеровский Институт медицинских исследований в 1920 г. имел бюджет в 23 млн дол. Подобные инъекции частного капитала привели к тому, что американская наука в некоторых отраслях начала опережать европейскую.

В других странах нашли место иные формы финансирования и организации научной деятельности частнопредпринимательскими компаниями. Во Франции общества кооперативных исследований аккумулировали добровольные вклады промышленных предприятий. Они, так же как и в США, освобождались от уплаты налогов. Результаты исследований переходили в пользование всех пайщиков. В Германии ориентация монополий на использование научных достижений и новейших технических решений выразилась в формировании Общества содействия развитию науки имени кайзера Вильгельма, созданного в 1911 г. Оно имело статус самоуправляющейся организации под покровительством канцлера. Финансовое обеспечение шло за счет средств промышленных монополий. В рамках Общества кайзера Вильгельма к 1914 г. действовало 37 институтов, тесно связанных с промышленностью. Большинство из них наряду с фундаментальными проводило и прикладные исследования по заказам металлургической, химической, угольной и других отраслей промышленности. Высокую эффективность в обеспечении научно-технического прогресса показали промышленные лаборатории. В качестве профессионально действовавших постоянных научно-исследовательских организаций они впервые появились еще в 1850 г. для обслуживания германской лакокрасочной промышленности. Затем эта форма организации прикладных исследований распространилась и в других странах, особенно в США.

Учреждение Нобелевской премии

О возросшем авторитете науки свидетельствует международное признание Нобелевской премии, названной по имени ее учредителя – шведского инженера, изобретателя динамита и бездымного пороха Альфреда Нобеля[18]18
  Его братья Роберт и Людвиг создали в Баку акционерное общество по добыче и переработке нефти.


[Закрыть]. Он был не только крупным исследователем, но и удачливым предпринимателем, одним из самых богатых европейских капиталистов. Незадолго до кончины, в 1895 г., Нобель достойно распорядился своим состоянием, завещав 31 млн шведских крон из имевшихся у него 33 млн (или 9 млн дол., что эквивалентно примерно 100 млн дол. в конце 70-х гг. XIX в.) на выплату премий его имени. В завещании говорилось: «Капитал мои душеприказчики должны перевести в процентные бумаги, создав фонд, проценты с которого будут выдаваться в виде премии тем, кто в течение предшествующего года принес наибольшую пользу человечеству.

Указанные проценты следует разделить на пять равных частей, которые предназначаются: первая часть тому, кто сделал наиболее важное открытие или изобретение в области физики, вторая — тому, кто совершил крупное открытие или усовершенствование в области химии, третья — тому, кто добился выдающихся успехов в области физиологии или медицины, четвертая — создавшему наиболее значительное литературное произведение, отражающее человеческие идеалы, пятая — тому, кто внесет весомый вклад в сплочение народов, уничтожение рабства, снижение численности существующих армий и содействие мирной договоренности»[18]18
  Его братья Роберт и Людвиг создали в Баку акционерное общество по добыче и переработке нефти.


[Закрыть].

Созданные отдельно по каждой из премий Нобелевские комитеты на основе предложений научной общественности в обстановке строгой тайны решают вопрос о кандидатах. Первые присуждения Нобелевских премий состоялись в 1901 г. Их получили Эмиль фон Беринг за работы в области физиологии и медицины, Вильгельм Конрад Рентген — по физике и Якоб Хенрик Вант-Гофф — по химии.

Революционный переворот в физике

Наукой, положившей начало революционным преобразованиям в естествознании, стала физика. В 1895 г. Рентген открыл глубокопроникающие лучи, названные впоследствии рентгеновскими. Спустя совсем немного времени, 20 января 1896 г., американские врачи с помощью лучей Рентгена впервые увидели перелом руки человека. Это произвело ошеломляющее впечатление. Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям: в 1896 т. Анри Беккерель обнаружил излучение урана, т. е. явление радиоактивности. Это направление в физике продолжили Пьер Кюри и его жена Мария Складовская-Кюри, которые нашли более сильные, чем уран, источники радиоактивности – полоний и радий. Последний мог причинить непоправимый вред здоровью находившихся вблизи от него людей. В 1903 г. П. Кюри и А. Лаборд, зафиксировав выделение радием теплоты, установили существование внутриатомного источника энергии. Последовавшие одно за другим открытия доказали сложность строения атома, наличие в его составе положительно заряженного ядра (Эрнест Розерфорд), вращающихся по принадлежащих им орбитам отрицательных [19]19
  Цит. по: Чолаков, В. Нобелевские премии. Ученые и открытия / В. Поляков. М., 1987. С. 363.


[Закрыть] частиц-электронов {Джозеф Джон Томсон), их движение по собственным орбитам, изменение которых приводит либо к излучению, либо к поглощению энергии {Нильс Бор), возможность расщепления атома (Розерфорд). Совокупность этих и других открытий, их теоретическое осмысление привели к созданию ядерной физики.

Вновь установленные явления не согласовывались с господствовавшей в XIX в. идеей непрерывности физических процессов. Это противоречие разрешил Макс Планк, выдвинувший в 1900 г. предположение, согласно которому атомы отдают энергию не непрерывно, а выделяют ее порциями, квантами. Этим в науку был введен принцип дискретности, т. е. раздельности, прерывности. Отсюда вытекало, что в природе наряду с явлением непрерывности закономерно имеют место и скачкообразные процессы.

Стремительный рывок совершила теоретическая физика в связи с разработкой Альбертом Эйнштейном специальной (1905) и общей (1916) теории относительности. Раскрывая ее сущность, Эйнштейн подчеркивал: «Теория относительности изменяет законы механики. Старые законы несправедливы, если скорость движущейся частицы приближается к скорости света. Новые законы движения тела, сформулированные теорией относительности, блестяще подтверждаются экспериментом»[20]20
  Эйнштейн, А. Эволюция физики / А. Эйнштейн, Л. Инфельд. М., 1966. С. 221.


[Закрыть]. В свете теории относительности безраздельно господствовавшие геометрия Эвклида и теория тяготения Ньютона предстали как отражение частных условий материального мира. Установленные же Эйнштейном законы поля и движения отразили более общие закономерности природы. Он пришел к выводу о тесной связи свойств пространства и времени с материей.

Достижения химической науки

Вторая половина XIX в. характеризовалась выдающимися достижениями в области химии. В 1869 г. Д.И. Менделеев открыл периодический закон, согласно которому химические и физические свойства элементов находятся в зависимости от их атомных весов. На основе найденной закономерности Менделеев предсказал и точно описал свойства трех не известных еще науке элементов. Впоследствии они были экспериментально выделены: в 1875 г. – галлий, в 1879 г. – скандий и в 1886 г. – германий. Менделеевская периодическая таблица показала свои неоспоримые прогностические возможности, что неоднократно подтверждало открытие новых элементов.

Интенсивное развитие получила физическая химия, предмет которой – исследование физических изменений в связи с химическими реакциями. Ее успехи во многом связаны с деятельностью Вильгельма Оствальда, Якоба Хендрика Вант-Гоффа, Сванте Аррениуса. Под влиянием теоретических исследований этих ученых значительно продвинулось практическое использование достижений химической науки в промышленности, включая получение серной и азотной кислот, белильной извести и едкого натра, анилина, электрохимические процессы добывания металлов и т. п. Благодаря работам Фридриха Августа К скуле, Жозефа Ле Беля,А.М. Бутлерова сформировалась органическая химия, объектом которой являются соединения углерода. Созданная трехмерная модель расположения атомов в пространстве дала возможность анализировать и синтезировать сложные соединения. В результате были получены новые синтетические красители и синтетические материалы: пластмассы (целлулоид, бакелит), искусственный шелк, вискозные химические волокна, заменители каучука и др.

Великие открытия в биологии

Развитие биологической науки в конце XIX в. связано прежде всего с окончательным утверждением эволюционной теории. Автор «Происхождения видов» (1859) Чарльз Дарвин в 1871 г. опубликовал книгу «Происхождение человека», в которой обосновал процесс его эволюции. Важную роль в разработке эволюционных идей сыграл и Томас Гекели — второй после Дарвина создатель теории видообразования.

Дарвину было ясно, что изменения в отдельном виде порождают эволюцию, но он не смог объяснить, чем вызывается сама изменчивость видов. Природу наследственного механизма раскрыл чешский натуралист Грегор Иоганн Мендель. Он установил, что в ядре каждой клетки содержится некий, по его представлениям, наследственный фактор, содержащий некоторые признаки организма и отвечающий за их передачу по наследству. В результате индивидуальные свойства передаются из поколения в поколение без смешения и усреднения. Свои опыты Мендель завершил в 1866 г., но они не получили признания у современников. Лишь в 1900 г. голландский ученый Хуго де Фриз, немецкий исследователь Карл Эрих Корренс и австрийский биолог Эрих Чермак независимо друг от друга и почти одновременно вторично открыли и сделали всеобщим достоянием законы наследственности Менделя. В 1909 г. датчанин Вильгельм Людвиг Иогансен для обозначения единицы наследственного материала ввел понятие «ген», ставшее общепринятым термином.

Привели к важным открытиям исследования в области цитологии – науки о строении, развитии и функциях клеток. Еще в 70 – 80-х гг. XIX в. Вальтер Флеминг выявил в ядре клетки структурные образования, получившие название «хромосомы». После начатых в 1910 г. опытов Томаса Ханта Моргана стала окончательно ясной связь между генами и хромосомами. Гены являются частью хромосом и носителями отдельных наследственных свойств и признаков, а хромосома содержит наследственную информацию в целом. Но сами гены далеко не во всех случаях устойчивы. Это в 1900 г. заметил Хуго де Фриз, который внезапные изменения признаков у потомков назвал мутациями. Своим возникновением они обязаны либо случайным в развитии организма событиям, либо искусственным воздействиям, при которых поражается один из генов. Развитие биологии и ее составной части – генетики укрепили теорию эволюции живого мира.

Связь науки и техники

Великие открытия в теоретической науке в момент их свершения в большинстве случаев еще не оказывали непосредственного воздействия на отдельные отрасли промышленного производства или сельского хозяйства. Для этого потребуется время. Но они поднимали общий уровень теоретических исследований, которые давали возможность привести в систему известные данные и на основе целостных знаний о предметах и явлениях дать ключ к решению технических проблем. Дж. Бернал идею приоритета науки в научно-техническом прогрессе выразил словами: «Постоянные и накопленные со временем усовершенствования в технике могут исходить от инженеров, но выдающиеся преобразования происходят лишь в результате вмешательства науки»[21]21
  Бернал, Дж. Наука в истории общества / Дж. Бернал. С. 26.


[Закрыть]. Только после того как естествознание открыло и изучило различные виды материи и формы ее движения, многообразные силы природы и их законы, техника получила возможность практически их использовать. Электротехника и электроэнергетика, переработка нефти и химическое производство в целом, моторостроение, авиация и многие другие отрасли стали возможны лишь в результате научных открытий и крупнейших изобретений. Прогресс техники постепенно, но неуклонно оказался в прямой зависимости от научных достижений, машинная индустрия по-существу явилась технологическим воплощением науки.

Завершение промышленной революции

Во второй половине XVIII в. начинается и на протяжении XIX в. завершается переход от мануфактурной формы организации труда к крупной машинной индустрии. Коренная перемена способа производства по своему всеобъемлющему воздействию на все стороны жизни общества и последствиям, которые наступили в результате замены ручного инструментального труда машинным, представляла собой промышленную революцию, или, что одно и то же, промышленный переворот. Его основная черта состояла в переходе от аграрной, ремесленной экономики к преобладающему городскому машинному производству и формированию индустриального общества. В результате возникла крупная машинная фабрично-заводская индустрия, ускорился технический прогресс. Одновременно возросла доля промышленного производства и относительно сократился удельный вес сельского хозяйства в валовом национальном доходе. В социальном плане промышленный переворот привел к формированию и росту численности фабричного пролетариата, усилению и укреплению положения промышленной буржуазии.

Составной частью промышленной революции являлся технический переворот, т. е. процесс коренных изменений технических средств, переход к машинной технике фабричного производства. Крупная фабричная индустрия основывалась на принципиально новом типе рабочих машин, которые получали от двигателя через передаточные механизмы соответствующее движение и совершали своими орудиями операции, выполнявшиеся раньше непосредственно рабочими. Применение машин-орудий позволило разделить технологический процесс на такие составные части, каждую из которых были способны выполнять технические средства. Это в свою очередь обеспечило возможность кооперирования многих машин, в совокупности составлявших взаимосвязанную систему.

Первый этап технической революции начался с появления рабочих машин в текстильном деле. Второй ознаменовался изобретением универсального теплового двигателя, представленного паровой машиной. Третий связан с созданием рабочих машин в машиностроении, что оказалось возможным после изобретения суппорта, или резцедержателя. Производство машин самими машинами обеспечило массовый выпуск машинной техники для всех отраслей промышленности. Наступила эра господства машин.

По отдельным регионам техническая революция, как и в целом промышленный переворот, протекала отнюдь не синхронно. Англия стала страной, открывшей эпоху промышленной революции. Здесь в связи с повышением спроса на промышленные изделия, удовлетворить который оказалось возможным только с помощью механизации, она началась в 60 – 80-е гг. XVIII в. и завершилась в 30 – 50-е гг. XIX в. Первоочередное развитие базовых отраслей производства, обеспечивших промышленность сырьем и полуфабрикатами – каменным углем, железом, пряжей, обеспечило подъем всей обрабатывающей промышленности. Массовое распространение машин и фабричного производства во всех отраслях и по всей стране привело к окончательной победе машины над остатками ремесленного производства. В результате многократного увеличения производительной силы технических средств в Англии в 1840 г. за день изготовлялось товаров в 27 раз больше, чем в 1770 г., когда страна только начинала переходить к образованию машинно-фабричной системы. На ее долю приходилось примерно половина мирового рынка промышленных изделий и около трети мирового промышленного производства. Но значение промышленной революции не сводилось к одному только росту производства. Она изменила социальную структуру общества, весь уклад жизни тех людей, кто оказался вовлеченным в ее орбиту.

Вслед за Англией промышленный переворот произошел и в других странах Европы, хотя в силу специфических особенностей каждой из них протекал в более поздние сроки. Во Франции, пока производство ориентировалось на выпуск изделий ручной выработки, потребность в механизации ощущалась слабо, и лишь с повышением спроса на промышленную продукцию и возникновением в связи с этим дефицита сырья и полуфабрикатов разворачивается промышленная революция в базовых отраслях, завершившаяся к 60-м гг. В Германии аналогичный процесс длился еще дольше – до 90-х гг. XIX в. Несмотря на асинхронность промышленных переворотов, повсюду в итоге капиталистический способ производства, составлявший до этого лишь один из укладов, становился господствующим. Завершение промышленных революций создало базу для развертывания фабричного производства, характеризовавшегося широкомасштабной организацией производственного процесса, более глубоким разделением труда, изготовлением изделий не вручную, а машинами. В связи с этим возросли роль науки, ее влияние на материальное производство, возникла объективная потребность в массовом внедрении технических изобретений и усовершенствований. Это вызвало глобальные последствия. Господство машинного производства означало становление индустриальной цивилизации. Фабрика стала определять экономический облик Европы, а машина приобрела черты символа эпохи. Научно-технический прогресс стал важнейшим фактором, позволившим Западной Европе возвыситься над остальным миром.

Станкостроение

Возросшее значение машин в различных отраслях производства вызвало интенсивное развитие машиностроительной промышленности и ее технической базы – станкостроения. Основной линией развития станочного парка стал переход к специализированным станкам, предназначенным для выполнения одной или нескольких аналогичных операций. Сужение функций станков вело к упрощению выполнявшихся операций и создало условия для использования автоматизированных процессов.

Рост объема металлообработки вызвал необходимость усовершенствования средств резания металлов. Был создан ряд твердых сплавов для режущих инструментов, повышена точность изготовления деталей машин. Английский станкостроитель Джозеф Витворт ввел в практику машиностроения измерительные калибры, которые позволяли измерять обрабатываемые поверхности с точностью до тысячных долей миллиметра, впервые стандартизировал резьбу на винтах, что впоследствии дало толчок к созданию унифицированных деталей и узлов машин.

Параллельно шло техническое совершенствование других видов металлообрабатывающих машин. В 70 – 80-х гг. на заводах Круппа в Германии работали паровые молоты с массой падающих частей 50–75 т, а в 1891 г. в США построили молот с массой рабочей части 125 т. Сложность эксплуатации таких установок побудила к производству гидравлических прессов. С их помощью удавалось создавать усилия, эквивалентные усилиям молота с массой падающей части до 500 т.

Поточное производство

Новые явления в машиностроении имели далеко идущие последствия. Формирование системы металлообрабатывающих машин в сочетании с применением точных измерительных инструментов и внедрением стандартов подготовило техническую базу для перехода от индивидуального к мелкосерийному, а затем к серийному, крупносерийному и массовому производству. Для него характерна организация поточных линий, т. е. набора рабочих машин, расположенных в технологически обусловленной последовательности. Передача обрабатываемых изделий после выполнения операции на следующее рабочее место обеспечивалась межоперационными транспортными устройствами. В наиболее механизированных производствах это были конвейерные системы изготовления и сборки изделий. Впервые поточное производство осуществила автомобилестроительная компания Генри Форда, а теоретическое обоснование дал Фредерик Тейлор. Технология организации труда, получившая его имя, направлялась на максимальное уплотнение рабочего дня, рациональное использование средств производства и орудий труда, повышение производительности.

Машины-двигатели

Вплоть до 70 – 80-х гг. XIX в. в крупном промышленном производстве в качестве силовой установки доминировали универсальные поршневые паровые машины. Благодаря многим техническим изобретениям они стали значительно совершенней: появились более производительные паровые котлы и многоцилиндровые двигатели, намного повысилась мощность, а коэффициент полезного действия к концу века увеличился впятеро. Но на определенном этапе развития паровые машины стали сдерживать развитие производства и морского транспорта. Они оставались относительно тихоходными, требовали при изготовлении много металла, были громоздкими, использовавшийся трансмиссионный привод исключал возможность перехода к прогрессивному поточному производству, к тому же оказались совершенно непригодными для зарождавшегося автомобилестроения.

Одно из направлений поиска новой двигательной установки состояло во внедрении паровой турбины, в которой энергия сжатого водяного пара непосредственно превращается в механическую энергию вращательного движения вала (ротора) без какой-либо передачи. Наиболее удачно эту проблему независимо друг от друга решили Карл Густав Лаваль в 1883 г. и Чарльз Парсонс в 1884–1885 гг. Уже в 1894 г. был проведен удачный эксперимент по оснащению турбинами корабля, вскоре турбинные установки получили широкое распространение в морском коммерческом и военном кораблестроении, на тепло– и гидростанциях.

Путь к созданию двигательной установки, пригодной для механических безрельсовых транспортных средств, наметил Этьен Ленуар, который в 1860 г. построил напоминавший паровую машину газовый двигатель. Сделать его более эффективным удалось в 1876 г. Николаю Августу Отто. Он создал двигатель внутреннего сгорания с четырехтактным циклом. Этот принцип сохранился и в моторах нашего времени, но сам двигатель Отто оказалось возможным использовать лишь для работы в стационарных условиях.

Быстроходным, компактным и легким двигатель стал после перехода на жидкое горючее. Приоритет в этом принадлежит Готлибу Даймлеру, создавшему в 1882 г. бензиновый мотор. В 1896–1899 гг. Рудольф Дизель сконструировал двигатель, способный работать на тяжелом жидком топливе. Сложились предпосылки для бурного роста автомобилестроения, а также, тракторо– и самолетостроения.

Электротехника

Еще в первой половине XIX в. открытия Андре Мари Ампера, Майкла Фарадея, Эмиля Ленца и других ученых создали теоретическую основу практической электротехники, выявили возможность превращения электрической энергии в механическую. Многочисленные попытки создания электродвигателей шаг за шагом приводили к удачным техническим решениям. В двигателе, который в 1834 г. построил Б.С. Якоби, электромагнитные воздействия преобразовывались во вращательное движение; этот эффект в будущем позволил электродвигателю стать универсальным.

Одновременно шло последовательное совершенствование генераторов – машин, «производящих» электрический ток за счет другой энергии: механической, тепловой, химической. В конце 60-х гг. Кромвель и Самюэль Варли, а также Вернер

Сименс создали первые генераторы постоянного тока. Они получили название динамо-машин. Их надежность и эффективность были низкими, однако в 1870 г. Зеноб Теофил Грамм, а затем в 1873 г. Фридрих Гефнер-Алыпенек внесли столь кардинальные изменения, что динамо-машина стала пригодной для питания электрических двигателей, освещения и других целей. В этом же 1873 г. Ипполит Фонтен на практике доказал, что динамо-машина может работать и генератором, и двигателем, т. е. превращать механическую энергию в электрическую и наоборот – преобразовывать электрическую энергию в механическую. С началом XX в. электрические двигатели, получив репутацию безотказного и экономичного источника механической энергии, начали активно внедряться в производство. Здесь они прежде всего дали возможность оснастить каждый станок собственным электродвигателем с индивидуальным приводом, что обеспечило простоту и быстроту пуска, возможность регулировать скорость вращения, компактность, приспособляемость к любым производственным процессам.