ІНТЕГРУЮЧИЙ ХАРАКТЕР ІСТОРІЇ НАУКИ І ТЕХНІКИ
Інтегруючий характер історії науки і техніки проявляється і в
тому, що вона відкриває широкі можливості для розробки
навчальних програм історії спеціальних дисциплін чи наук. Це
можна продемонструвати, наприклад, наступним переліком
спецкурсів (табл.1,2).
Вступна лекція 2
Тема 1 Науково-технологічний та
інноваційний розвиток як чинник
національної безпеки України
Тема 2 Інноваційна інетграція України зі
світовою економічною системою
Тема 3 Розвиток організаційно-
економічних форм інтеграції
науки і виробницта
Тема 4 Міжнародні зв′язки України в
галузі науки і освіти
Тема 5 Наукові центри та їх роль у
підвищенні інноваційної
діяльності
Тема 6 Організаційні та правові засади
створення національного
інформаційного простору
Тема 7 Проблеми екологічної безпеки та
стійкого розвитку України
Тема 8 Державні науково-технічні
програми України
Тема 9 Виробництво наукових знань в
наукових школах України
Тема 10 Підготовка наукових та
інженерних кадрів в умовах
науково-технічної революції
Тема 11 Пріоритетні напрямки розвитку
науки і промислового виробництва
в умовах інформаційного суспільства
Наукова конференція :Україна в контексті світового
розвитку: соціально-економічні та
науково-технічні аспекти
1. Всесвітня історія організації промислового
виробництва
2. Історія зародження, організації науково-дослідної
діяльності (науково-дослідні и науково-освітні
центри світу).
3. Видатні вчені України в галузі науки і техніки.
Наукові школи України в загальноєвропейському
контексті.
4. Історія вищої освіти (в контексті світового розвитку) 18
5. Соціальна історія математичного прородознавства 36
6. Історія фізики 36
7. Історія хімії та хімічної технології 18
8. Правове забезпечення організації наукової та 18
інженерної діяльності
9. Наукове співтовариство: Вступ до соціології науки
Отже, ми стаємо на той шлях, на якому поєднання зусиль
згаданих дисциплін для різних спеціальностей може сприяти
підвищенню рівня гуманізаціі професійної освіти, розквіту творчого
потенціалу молодих спеціалістів, насиченню його конкретним
духовним змістом. Але це може статись за обов’язкової умови
усвідомлення того, що розвиток творчих здібностей особистості
можливий лише при систематичному поповненні знань людиною
протягом усього життя. Це має спонукати її змінити ставлення до
самостійності в здобутті знань. Ті знання, які отримує слухач з лекцій
і практичних занять сьогодні, є тільки основою для подальшої
кропіткої праці щодо здобуття потрібних йому знань в
інформаційному суспільстві.
АНТИЧНА ТЕХНІКА
Одним із найдивовижніших відкрить людства є автоматичні
пристрої і системи для управління механізмами, машинами,
комплексами. Перші з них створені понад три тисячоліття тому.
Вони почали бурхливо удосконалюватись в середньовіччі і вже в
наші часи досягли високого рівня в багатьох сферах людської
діяльності. Історія людства зберегла для нас немало відомостей про
дивні спорудження глибокої давнини. Але тільки тому, що в них
використовувались складні механізми і автомати, можливість їх
існування підлягала сумніву. Така думка значною мірою принижує
оцінку технічних знань народів Середземномор’я.
Про технічні досягнення Греції та Риму в літературі дуже мало
позначено, в тому числі й у дослідженнях істориків. Переважна
Архімед і легіонер
більшість істориків науки стверджує, що в античній цивілізації
техніка не займала такого центрального положення, яке вона
сьогодні займає в нашій культурі. Але геніальними винахідниками
еллінської древності були саме греки. Вони завжди були сильніші в
теорії, ніж у практиці. Грецька цивілізація, як переконливо доводить
італійський вчений М.Джуа, не могла презирливо ставитись до
прикладних знань. Якби це відповідало дійсності, то вона не змогла б
укріпитись і вести переможну збройну боротьбу з народами, які були
знайомі з використанням технічних процесів. Це вже практичні
римляни майже нічого не внесли у розвиток техніки, а багато чого і
забули.
Під час безперервних війн відбувалось нічим не виправдане
руйнування творінь людей стародавнього світу і до нас дійшли лише
руїни міст і храмів, знівечені статуї й автоматичні пристрої. Це
утруднює розкриття секретів геніальних творців зодчих, скульпторів,
художників, інженерів. Тільки в епоху Відродження графіти, що
збереглися на стінах, і художні розписи колон допомогли наступним
поколінням шляхом реконструкції відновити деякі чудові творіння
минулого у вигляді композицій, що відображені малюнками і
макетами.
Відомо, що у свідомості народів людина обожествлялась, жреці
могли творити “чудеса” не тільки з фігурами богів у людському
обличчі, але і з живими людьми. Збереглися відомості про те, що на
початку VІ ст. до н.е. в єгипетських храмах під час урочистих служб
здійснювалось “вознесіння” і “воскресіння” магів, астрологів і
чародіїв. Для цього застосовувалась сама досконала на той час
техніка, яка почала використовуватись в автоматах на декілька
століть пізніше. На жаль, жоден з цих механізмів повністю не
зберігся. Імена їх творців залишились невідомими.
У країнах Середземномор’я, на рівнинах Лівії, Нубії, Сірії і
частині Аравійського півострова, поблизу рік з швидкою течією
почалось будівництво млинів, а в Середній Азії, де дують сильні
вітри – будівництво вітряних млинів. Будівництво водяних каналів,
зведення потужних гребель і грандіозних водосховищ зі складними
гідротехнічними спорудами для поливу полів вимагали виготовлення
вантажопідйомних машин. Млини і вантажопідйомні машини багато
століть обслуговувались тільки вручну, що приводило до травм, а
інколи і до загибелі людей. Тому подальше удосконалення млинів і
машин почалось з установлення на них додаткових самодіючих
механічних пристроїв, що працювали без участі людини. Перші
відомості, що дійшли до нас про механічні автомати, відносяться до
VІІІ–VІІ ст.ст. до н.е.
Принцип їх дії в удосконаленому млині дуже простий. Зерно по
похилому жолобу безперервним потоком надходило до центра
рухомого жорна, що оберталось навколо нерухомого. Кут нахилу
жолоба вибирався таким, щоб насипане зерно у спокійному стані
залишалось нерухомим, а при періодичних поштовхах жолоба
зсипалось вниз. Для цього на осі жорна закріплювався дерев’яний
шестигранник, який при обертанні, черкаючи стовп, похитував
жолоб. Чим швидше здійснювалось обертання, тим частіше
похитувався жолоб, і тим більше перемелювалось зерна. Внаслідок
автоматично подавалась кількість зерна для помолу. Необхідно
зауважити, що величина нахилу кута жолоба залежала від типу зерна
(пшениця, кукурудза, горох і т.п.) і ступеня його вологості. Це
забезпечувало високу якість помолу.
Найпростіший автомат для регулювання подачі зерна на
водяний млин
У водяному або вітряному млині на осях водяного колеса або
втулках лопатів встановлювались цівочні колеса, які зчеплювались з
зубчатими колесами, а їх вали розташовувались під прямими кутами.
Створені передачі приводили до обертання осі з шестигранниками.
Подібні конструкції на млинах проіснували понад 1500 років.
Відзначимо, що соціальні стосунки у Давній Греції, як і у
Стародавньому Римі, були дуже відмінні від сучасних. Суспільство у
цих країнах було побудовано на аристократичному принципі.
Аристократичні кола Афін і Риму, де створені демократичні сфери
правління, презирливо ставились до техніків. Навіть Платон не
вважав за потрібне давати освіту ремісникам у своїй ідеальній
демократичній державі. Хіба не є парадоксальним для цивілізації
Стародавньої Греції, що медицина була віднесена до техніки, а лікаря
вважали ремісником. Наскільки механіка допомогла медицині можна
судити по чудово виготовлених лікарських інструментах, багато з
яких збереглися у первозданному вигляді.
Кожне нове відкриття людина завжди намагалась використати
в самих різних видах своєї діяльності. Так вийшло і з автоматами. У
Автоматична
система
повороту статуї
нереіди, яка
відбиває склянки
Стародавньому Єгипті вони застосовувались у VІ ст. до н.е. при
проведенні релігійних культових обрядів у храмах з метою вражати
уяву людей страшними чудесами. Це сприяло зміцненню влади
фараонів і жреців. У найбільш важкі роки життя єгиптян, що
викликались тривалими засухами або воєнними поразками, у храмах
під час урочистих служб проводились «вознесіння і воскресіння»
магів, астрологів і чародіїв, які у своїх заклинаннях вказували на
проведення зовнішньої політики Єгипту в інтересах верховної влади.
Такими «мудрими» діями жрецям вдалось довгі роки зберігати велич
Стародавнього Єгипту і на багато тисячоліть відстрочити його
повний розпад на окремі держави. Народ намагались тримати в
послушності і у повному підкоренні фараонам і жрецям. При
здійсненні обрядів жрецями використовувалась сама досконала
техніка, яку створювали кращі єгипетські вчені, що володіли
секретами астрономії, механіки і хімії.
Блискучі перемоги Олександра Македонського надали йому
можливість захопити всю Малу Азію, підкорити Палестину, Єгипет.
Персію, Середню Азію і частину Індії.
Величезна армія переможця розмістилась у
воєнному таборі біля зруйнованого міста
Ракотіса в дельті Нілу. Великий полководець
вирішив будувати тут нову столицю, гідну його
завоюванням – Александрію. Таке завдання він
доручив архітектору Дегіпократу. Коли той
розпочав будівництво, виникли великі
труднощі. Але вони долались застосуванням
механізмів і машин, за допомогою яких
стародавні єгиптяни зводили храми. Механізми
автоматів установлювались під підлогою
храмів.
Після смерті Олександра Македонського
один з його воєнноначальників Птолемей І
Сотер (367–283 рр. до н.е.) продовжив
будівництво. Він доручив учневі Аристотеля
Деметрію Фалерському створити в місті
Александрії науковий і культурний центр, де б
велись дослідження в галузі математики,
механіки, астрономії, хімії, медицини,
механізмів і машин, а також розвивались скульптура і живопис. Так
вперше в історії людства було зведено “святилище муз” - Мусейон.
Як вже згадувалось, тут працювали бажаючі отримати знання, які
приїздили з різних міст Єгипту, Ассірії, Вавілону, Греції та Риму.
Серед них і видатні механіки: Архит Тарентський, Філон
Візантійський, Ктесибій.
Зубчасті механізми
годинників
Александрійського
маяка
Досягнення самого крупного механіка Римського періоду
Ктесибія (300–230 рр. до н.е.), а потім Герона (початок І ст. до н.е.) є
досить значними.
Ктесибій спочатку був перукарем, але після навчання у
Мусейоні досяг високих знань в механіці, автоматиці і
машинобудуванні. Так, йому належить винахід ряду пневматичних
пристроїв, зокрема, автоматичного пристрою, що видавав потужні
звуки, коли відчиняли двері у храмах. Наявність шести труб різного
діаметра, з з великого лантуха яких виходило гаряче повітря,
надавало звучанню красиву тональність. Ним винайдено і водяний
орган, в якому виконувались музикальні твори. Багато працював над
удосконаленням водяного годинника (клепсідри) високої точності, в
яком через тонку трубку за одинаковий проміжок часу виходили
водяні каплі. Ктесибієм виготовлено пожежний насос, який ще не так
давно застосовувався для гасіння пожеж.
У ІІ–І ст. до н.е. в Мусейоні над вивченням
рукописів плідно працював геніальний інженер і
винахідник Герон Старший. Марк Вітрувій (І ст.
до н.е.) повідомляє, що Герон демонстрував
мешканцям Александрії свої автоматичні
пристрої. За роботи в механіці, гідравліці,
пневматиці, геодезії та автоматиці він отримав
звання Герона Александрійського. Вперше в
книгах “Механіка і вантажопідйомні машини”,
“Пневматика”, “Військові машини” він виклав
принципи дії механізмів, які приводились до
руху силою падаючих тягарів, струменів води і
пари. Багато уваги винахідник приділяв опису
механізмів у самодіючих пристроях, які він
називав автоматами, і способам їх застосування. Додамо, що Герон
Александрійський у своїх автоматах використовував карданні підвіси
і бронзові пружини свого вчителя Філона Візантійського. Він
відзначався винятковою працездатністю. Створював усякі пристрої,
що отримали практичне застосування, які і сьогодні викликають
подив. Сучасники свідчили, що “йому підвласні механічні,
пневматичні та гідравлічні мистецтва, які дають велику радість
людям”. Довгий час ім’я винахідника багатьої винаходів було
невідоме. Вчений і поет Б.Бадьє видав грецькою мовою твори Герона
Александрійського Старшого. Вчений і поет Італії Коммандіно у
1575 р. переклав __________їх латинською мовою. Наступні видання
здійснювались у Амстердамі: 1680 року – латинською і 1688 року –
німецькою мовами. В своїх книгах Герон дохідливою і ясною
формою викладав принципи проектування механізмів, які
здійснюють поступовий і коловий рух під впливом різних видів
енергії. У пристроях управління і в автоматах він застосовував
зубчасті і черв’ячні передачі. Виготовлений ним автомат для
продажу «святої води» використовується при продажі товарів
покупцям. Пройдений автомобілем шлях сьогодні вимірюється
приладом Герона, який ще у древності отримав назву «таксометр».
В середині І ст. до н.е. Герон продемонстрував жителям
Александрії перший театр-автомат, де замість людей ролі виконували
маріонетки. Автоматичний театр Герона, де розігрувалась одноактна
п’єса, і сьогодні може бути зразком театрального мистецтва.
Геніальному винахіднику вдалось створити прості безвідказно діючі
автомати, що управляють з заданими перервами рухом усіх фігур, які
беруть участь у виставі. Герон створив ще декілька театрів, які
описав у своїй праці «Театр автоматів». Вона збереглася в оригіналі,
переписана грецькою і арабською мовами. Креслення автоматів
загублено.
Безліч підводного каміння і мілин, що змінювали своє
розташування під впливом піску, який виносила ріка, створювали
великі труднощі мореходам при вході кораблів у Александрійську
гавань. Багато з них гинуло в непогоду і темними ночами. Для
безпеки плавання Птолемей ІІ доручив архітектору Сострату
Кіндському (ІІІ ст. до н.е.) за короткий час спорудити маяк на острові
Фарос. У 285 р. до н.е. Сострат з’єднав острів широкою дамбою з
півостровом для того, щоб возити плити вагою понад 20 т. У 280 р.
до н.е. будівля маяка була завершена. Над морем піднялась величезна
башта висотою 152 м.
Старогрецький географ і історик Страбон описує маяк у своїй
книзі «Географія». Він являв собою трьохярусну башню, що
покоїлась на величезному подіумі. Вершину маяка вінчала статуя
бога морів Посейдона, який тримав у правій руці тризубець. Коли
появлялись ворожі кораблі, всередині тризубця спалахував факел.
Чорний дим попереджував населення міста і землеробів про
небезпеку.
На площах ярусів у нішах башти містились величезні статуї
богів: прекрасної Амфітріди - дружини Посейдона; їх сина Трітона;
старців Нерея і Протея, що володіли таємницями морської стихії.
Вони стояли в оточенні юних дочок Нерея, які відблискували
позолоченими фігурами. У 1995 р. при проведенні підводних робіт
були знайдені і витягнуті на поверхню декілька пошкоджених статуй
з Александрійського маяка. Шестиметрові статуї дівчат були
встановлені на самій верхній площадці з боку моря уздовж стін
башти. За легендами і міфами Давньої Греції нереіди оспівувались
покровительницями мореходів, що дарували їм щасливе плавання.
На фоні білих плит статуї гарно виднілись з кораблів і на великих
відстанях були добре видні. Вдень вони блискали на сонці, а вночі
підсвічувались світильниками, які яскраво горіли.
Четверта нереіда вдень і вночі при туманах трубила в ріг,
попереджуючи про близкість берега і мілини. Завдяки сигналам
нереід кораблі успішно підходили до міста і безпечно входили у
вузьке гирло гавані.
Освітлювальні системи Александрійського маяка і автоматичні
пристрої для управління рухом статуй перероблялись декілька разів.
Так наприклад, механічні пристрої поворота статуй, що вимагали
піднімання грузів руками людини, замінили пневматичними. Кожні
півгодини для привертання уваги мореходів статуї «оживали» за
допомогою автоматичних пристроїв.
Одна з них відбивала склянки, друга рукою показувала на
стрілку, яка вказувала напрям вітру, третя звертала увагу мореходів
на швидкість вітру. Грецькі інженери удосконалили стрілочні
покажчики. Було встановлено великий циферблат, що показував
напрямок вітру. Рука статуї піднімалась і опускалась, відслідковуючи
рух стрілки покажчика.
Найбільші зміни в конструкції нереід були внесені Героном
Александрійським. Як керуючий пристрій він використав водяного
годинника, що давало можливість створити регулюючі системи
поворота статуй. Кожні півгодини одна з них била у бронзовий дзвін,
звуки якого поширювались далеко над морем. В автоматах, які
керували статуями, Герон застосував механічні і пневматичні
пристрої. Про їх складність можна скласти уяву , прочитавши його
книги «Механіка і вантажопідйомні машини», «Пневматика».
Александрійський маяк був свідком багатьох морських битв. Ще
у ХІV ст. н.е. стіни маяка зберегли багато слідів від попадання
каміння, ядер, стріл. Плити подіума і башта залишились покритими
товстими шарами застиглих потоків смоли. З боку моря маяк, як
фортеця, був неприступним понад 1380 років. Башта маяка простояла
до середини ХІ ст. і тільки після сильних землетрусів поступово
стала руйнуватись. У 1182 р. за свідченням арабів нижня частина
башти підвищувалась над подіумом не більше як на 30 м, а у 1303 р.
вона повністю зникла. Хвилі моря знищили подіум і велика споруда
старовини загинула назавжди.
У той час, коли вчені Греції створювали геніальні механізми,
правителі здійснювали свої плани. Римська імперія скористувалась
слабкістю верховної влади Єгипту. Римські легіонери під проводом
Юлія Цезаря вторглись в державу єгиптян і допомогли Клеопатрі VІІ
(Єгипетській, 69-30 рр. до н.е.) – останній представниці династії
Птолемеїв - утвердитись на престолі. Її жорстокість проявилась в
усьому. Зупинились плідна інженерна діяльність в майстернях з
конструювання і виготовлення саморухомих механізмів для храмів.
Понизився рівень освіти, скоротилась кількість вчених. Батьківщина
великих відкрить і великих винаходів поринула в безодню
мракобісся і темряви. У 31 р. до н.е. біля мису Акцій, що біля берегів
Північної Африки, римський імператор Октавіан отримав перемогу
над Єгиптом. Колись велика держава перетворилась на одну із
найвіддаленіших провінцій Римської імперії. Досягнення механіки та
інженерного мистецтва тут не знаходять в широких колах ніякого
визнання (за винятком побудови воєнних машин). Рабовласницька
праця не вимушувала винаходити машини для заміни ручної праці. В
таких умовах техніка не могла досягти якихось успіхів у Римі, якщо
не враховувати водяного млина і будівельної майстерності. Наука,
яка мала “годувати” техніку в Римській імперії, була мертвою.
Треба відзначити, що вчені, які отримали освіту в Мусейоні,
несли знання не тільки в країни Середземномор’я, а і в Середню
Азію, Індію. Цим вони істотно впливали на розвиток індійської і
середньоазіатської цивілізацій, становлення культур в Японії і
Південно-Східній Азії. В багатьох країнах світу продовжувались
розробки і удосконалення автоматів, які залишили яскравий слід в
історії науки і техніки. Ось декілька з них.
Мешканці міста Помпеї любили відпочивати поблизу фонтанів,
що розташовані серед величавих і розкошних палаців. Вода, що
падала струменем, охолоджувала навколишнє середовище. Влітку
басейни пересихали і їх треба було заливати водою з відер. Пліній
Старший (99-23 рр. до н.е.) запропонував автоматичні регулятори з
легкого дерева, які плавали на поверхні, скріплені системою важелів.
Залежно від рівня води в басейні вони відкривали або закривали
стулки каналів для подачі води з річки.
Пліній Старший зробив для вікон датчик температури з
чутливим елементом зі сплаву міді і срібла. Зі зміною температури
пластина змінювала форму. Сполучені з нею важелі створювали
зусилля, які відкривали або зачиняли вікна. Це було не що інше, як
найпростіший кондиціонер, який був поширений в країнах
Середземномор’я.
Вміння стародавніх вчених робити автомати, що здатні
управляти від малих переміщень великими, показує на наявність
накопиченого ними досвіду роботи з важельно-кулісними
механізмами і гнучкими пластинами.
Видатний італійський архітектор і інженер Марк Вітрувій
Полліон (друга половина І ст.) оволодів будівництвом водопадаючих
машин з автоматами, що управляють висувними заслінками в
похилих довгих коробах, через які вода з глибоких озер поступала у
вириті водосховища. Залежно від кількості опадів два або три рази на
рік вручну встановлювались короба на обраних місцях їх кріплення
біля берегів озер. Як задаючі пристрої у автоматів Вітрувій
застосовував прапорці, які легко повертаються. Вони розміщувались
під коробами віддалік від місця зливу, де на поверхні води не могли
виникати завихрення. Прапорці зі зміною рівня води обертались або
за годинниковою стрілкою, або проти неї. При низькому рівні води
прапорець і пов′язана з нею шестерня, обертаючись, опускали донизу
зубчату рейку і закріплену з нею заслінку. Подача води
збільшувалась. Як тільки вода піднімалась, прапорець із зубчатою
рейкою піднімали заслінку догори, і надходження води
зменшувалось. Якщо прапорець займав горизонтальне положення, то
заслінка повністю закривала доступ води до водосховища.
Вітрувій побудував багато гарних палаців з ліпними
прикрасами і басейнів на площах і в парках міста. За його вказівками
рились канали, по яких вода надходила з водосховищ у міські
басейни. Поверх каналів встановлювались автомати, які
підтримували в басейнах постійні рівні води, що необхідні для
нормальної роботи фонтанів.
У другій половині ІІІ ст. відомий вчений і будівельник великих
водяних і вітряних млинів Папп на відмінність від своїх
попередників вперше зробив спробу викласти свій досвід у восьми
книгах «Математичного зібрання». Він виклав теоретичні основи
математики, астрономії, механіки і дав ряд схем побудови різних
машин з ручним і автоматичним управлінням.
В багатьох країнах Аравійського півострова, в Персії і
Середній Азії постійно дмуть вітри. Тому Папп на вітряних млинах
встановлював пристрої, які регулювали повороти лопатів залежно від
швидкості вітру. Його автомати відрізнялись оригінальністю
конструкцій. Вони містили зубчаті передачі, кулачки з штовхачами,
регулятори поворота маховиків.__