Студентам / Лекции по ВИД / Л4 ВИД / Лекция4н по ВИД
.pdfЛекция 4. Законы развития техники. Хронология важных изобретений человечества.
Содержание:
4.1.Законы развития техники
4.2.Хронология важных изобретений человечества
4.3Даты и события
4.4Вопросы для самопроверки
4.5Перечень использованной литературы
4.1.Законы развития техники.
Внашем случае «понятие закон – есть одна из ступеней познания человеком... взаимозависимости мирового процесса». В этом смысле «закон» не принимается человеком или обществом (как, например, юридические законы, которые различны при различных общественных формациях), а существует объективно, вне субъективности человека, развиваясь, человечество лишь познает эти законы и закономерности и использует их в своих интересах (законы физики, химии, математики, развития биологических видов).
Развитие науки лежит в основе технического прогресса, в основе развития цивилизации. В наше время бурного развития техники и технологий человечество накопило определенный опыт анализа изменений или совершенствования отдельных технических систем (ТС) и при этом подметило общие тенденции в развитии различных ТС, что может свидетельствовать о наличии закономерностей развития техники. Если таковые объективно существуют, то их следует познать и использовать в инженерном творчестве.
Выявление закономерностей развития технических систем и сознательное использование их при поиске конструктивных наилучших решений – это есть высший уровень инженерного (конструкторского) творчества. Примером поиска таких закономерностей являются научно-исследовательские работы, диссертации, опытно-конструкторские исследования.
Наиболее распространенные законы развития техники:
1. Закон прогрессивной эволюции техники.
Этот закон заключается в том, что переход технических систем от поколения к поколению вызван устранением выявленного главного дефекта, связанного, как правило, с улучшением критерия развития ТС. В мире техники он созвучен с законами естественного отбора в биологии и аналогичен ему по действию.
2. Закон соответствия между функцией и структурой ТС.
Главная суть закона заключается в том, что в правильно спроектированной технической системе каждый элемент (подсистема) выполняет вполне определенную функцию, необходимую для обеспечения нормальной работы ТС. Если лишить ТС какого-либо элемента, то техническая система либо перестает действовать, либо ухудшается качество работы.
2. Закон стадийного развития техники.
Этот закон рассматривает развитие технических систем по определенным временным стадиям, а именно, по этапной передаче техническим системам функций осуществляемых человеком в том или ином технологическом процессе. Он отражает революционные изменения в процессе развития ТС. Он насчитывает четыре стадии развития. Переход к очередной стадии развития ТС происходит при полном исчерпании возможности человека в улучшении показателей ТС.
4.2. Хронология важных изобретений человечества
Дата |
Изобретения |
|
|
|
|
400 тыс. лет до н.э. |
клин |
(нож, топор, |
копье, |
игла…) и |
|
рычаг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 тыс. лет до н.э. |
лук |
(метательное устройство, |
далее |
||
праща, катапульта) |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
|
использование |
вращательного |
|||
700 лет до н.э. |
движения (колесо, гончарный круг, |
||||
|
мельничный жернов) |
|
|
|
|
|
использование природной |
энергии |
|||
500-300 лет до н.э. |
вместо «живой» (человек, скот), а именно, |
||||
|
ветер (парус) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
100 лет до н.э. |
первые автоматы |
(ловушки |
для |
||
зверей, самострелы Архимеда) |
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
||||
|
создание двигателей – революция в |
||||
XVIII век н.э. |
технике (XVIII в. – паровые, XIX в. – ДВС, |
||||
|
XX в. – атомные) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Появление компьютеров и логических |
||||
XX век н.э. |
машин, |
постановка |
|
проблемы |
|
|
«искусственного интеллекта» |
|
|
Таблица развития технических изделий.
Исторический |
Количество |
Количество деталей |
отрезок |
изделий |
в одном изделии |
|
|
|
100 тысяч лет |
|
|
|
5 |
1 |
до н.э. |
|
|
10 тысяч лет |
|
|
|
50 |
10 |
до н.э. |
|
|
|
|
|
1 тысяча |
|
|
|
1.000 |
100 |
лет назад |
|
|
Настоящее |
|
|
|
50.000 |
10.000 |
время |
|
|
Увеличение трудоемкости.
Трудоемкость создания техники также возрастает взрывными темпами.
Таблица роста трудоемкости в России с 1950 года:
Год |
Трудоемкость |
Кадры ИТР |
|
|
|
1950 |
1 |
1 |
|
|
|
1960 |
10 |
3 |
|
|
|
1970 |
100 |
9 |
|
|
|
1980 |
1000 |
20 |
|
|
|
1990 |
10000 |
20 |
|
|
|
Увеличение трудоемкости требует увеличения численности работников пропорционально трудоемкости. Это означает , что на каждого работника приходится все более возрастающий объем работ. Речь идет о повышении числа работников или о повышении производительности труда. Количественный рост ИТР в настоящее время невозможен по ряду причин: низкое финансирование, упадок отрасли. Обслуживание возрастающих темпов технологического прогресса главным образом идет за счет повышения производственных и творческих способностей инженеров.
Природные творческие способности в этом мало помогают. Развитие творческого потенциала даже средне одаренных людей возможно искусственным путем: интенсивные тренировки, ТРИЗ, изучение инженерного творчества.
4.3 Даты и события
Неизвестно - Речь человека.
2,4 млн г. до н.э. - Обработка камня в Африке. 1,65 млн г. до н.э. - Топоры в Кении.
1 млн г. до н.э. - Владение огнѐм в Африке.
800 000 г. до н.э. - Первые ручные рубила, изготовленные ударной техникой.
500 000 г. до н.э. - Начало использования огня.
150 000 г. до н.э. - Ручные рубила, изготовленные контрударной техникой (с помощью колотушки и отбойника).
100 000 г. до н.э. - Первые составные орудия, изобретение рукоятки. 50 000 г. до н.э. - Появление отжимной техники обработки камня. 40 000 г. до н.э. - Искусственное добывание огня.
12 000 г. до н.э. - Появление вкладышевых инструментов. Лук и стрелы.
10 000 г. до н.э. - Весло и лодка. Строительство жилищ из глины на Ближнем Востоке.
9500 г. до н. э. - Зернохранилище в долине реки Иордан
8700 г. до н. э. - Обработка металла в Ираке
8000 г. до н.э. - Начало мотыжного земледелия. Скотоводство на Ближнем Востоке. Штукатурка в Иерихоне
7000 г. до н. э. - Ткань, сотканная из льняного волокна. Алкогольные напитки в Китае и на Ближнем Востоке
6200 г. до н. э. - Карта в Чатал-Гуюке
6000 г. до н.э. - Пиление, сверление и шлифовка камня. Орошение в Плодородном полумесяце. Плуг в Междуречье.
5000 г. до н.э. - Прялка и ткацкий станок. Парус и корабль с двухногой мачтой. Пиво и хлеб в Междуречье. Колесо и ось в Междуречье.
4000 г. до н.э. - Первые повозки. Гончарный круг. Металлургия меди. Пиктографическое письмо. Искусственные каналы в Междуречье.
3800 г. до н. э. - Мощение дорог в Англии.
3500 г. до н. э. - Фанера в Древнем Египте.
3300 г. до н. э. - Письменность (клинопись в Шумере, иероглифы в Египте).
3100 г. до н. э. - повозка в Шумере.
3000 г. до н.э. - Идеографическое письмо. Килевое финикийское судно. Первые астрономические записи, сделанные в Египте, Вавилоне, Китае. Бронза. Шѐлк в Китае. Цемент в Древнем Египте. Речная лодка в Древнем Египте.
2800 г. до н. э. - Мыло в Вавилоне. Пуговица в долине реки Инд.
2600 г. до н. э. - канализация (искусственная система отвода сточных вод) в долине реки Инд.
2500 г. до н.э. - Корабль с одноногой мачтой. Первые линзы из хрусталя. Туалеты со спуском воды в долине реки Инд.
2400 г. до н. э. - Судостроительная верфь в Лотале в долине реки Инд.
2000 г. до н.э. - Колесо со ступицей. Повозки с неподвижной осью. Слоговое письмо. Металлургия бронзы. Валюта. Сани в Скандинавии. Алфавит в Древнем Египте. Свеча в Древнем Египте
1000 г. до н.э. - Буквенно-звуковое письмо. Металлургия железа. Ручная мельница. Начало оспопрививания в Китае. Шахматы в Индии. Колокол в Китае. Клепсидра (Водяные часы) в Древнем Египте. Колесница на колѐсах со спицами (в цивилизациях вокруг Междуречья, Аркаим). Каучук в Центральной Америке. Стекло в Древнем Египте. Арка в Греции.
700 г. до н.э. - Трирема.
600 г. до н.э. - Фалес экспериментирует с наэлектризованным янтарем. Монеты в Лидии.
500 г. до н.э. - Зубной протез в Этрусской цивилизации.
450 г. до н.э. - Стеклянные линзы.
400 г. до н.э. - Катапульта в Сиракузах (Италия)
360 г. до н. э. - Выдвижение Аристотелем доводов в пользу представлений о шарообразности Земли, Луны и других небесных тел.
300 г. до н.э. - Водяная мельница. Первые описания компаса в Китае. Винт: Архит Тарентский
200 г. до н.э. - Одометр: возможно, Архимед. Рычаг, полиспаст (система блоков): Архимед. Арбалет в Китае.
150 г. до н.э. - Астролябия: Гиппарх.
100 г. до н.э. - Римский колесный плуг с ножом и отвалом. Ручная прялка. Двухцилиндровый поршневой насос Ктесибия. Пергамент в Пергаме. Стеклодувное дело в Сирии. Кормовой руль в Китае. Прототип паровой машины: Герон Александрийский.
87 г. до н. э. - Антикитерский астрономический вычислитель на базе многоступенчатого редуктора(с использованием дифференциала) в Греции.
105 г. - Бумага Цой Луня из старых сетей.
132 г. - Простейший сейсмометр: Чжан Хэн.
200 г. -Тачка: Чжоугэ Лян. Подкова в Германии
300 г. - Бумага из растительного сырья. Зубная паста в Римском Египте. Стремя в династии Цзинь, Китай.
350 г. - Введен в употребление носовой парус-артемон.
527 г. - Идея использовать гребное колесо для передвижения судов.
600 г. - Описание свойств селитры. Ветряная мельница в Персии. Отвал плуга в Восточной Европе.
650 г. - Открытие пороха Сунь Сы-мяо.
673 г. - Греческий огонь: Каллиник из Гелиополя
700 г. - Штамповка рисунков на тканях.
800 г. - Косой парус. Дымный Порох (Чѐрный порох) в Китае. 852 г. - Парашют: Армен Фирман.
900 г. - Прядильное колесо в Китае или Индии. Фарфор в Китае. Гравюра на дереве в Китае. Седло в Евразии.
996 г. - Башенные часы Герберта в Магденбурге. 1000 г. - Компас с плавающей стрелкой.
1040 г. - Печатный станок с подвижными литерами: Би Шин. 1128 г. - Пушка в Китае
1132 г. - Хацян (пороховой огнемет) Чэнь Гуя. 1150 г. - Первые нефы и когги.
1200 г. - Первые штукофены. Тухоцян (бамбуковое ружье). Первые кулачковые молоты с приводом от водяного колеса.
1220 г. - Рецепт пороха Марка Грека.
1232 г. - Первое известие о применении боевых ракет в Китае. 1285 г. - Очки Сальвино Армата.
1300 г. - Первые башенные часы.
1302 г. - Усовершенствованный компас Флавио Джойи с картушкой. 1319 г. - Опыты с порохом Бертольда Шварца.
1320 г. - Первые артиллерийские орудия, стрелявшие каменными ядрами. 1335 г. - Механические часы в Милане
1350 г. - Многомачтовые корабли. Руль.
1400 г. - Меха с приводом от водяного колеса. Блауофены. Чугунные ядра и литые чугунные пушки. Первые каравеллы. Первые книги, напечатанные с досок. Печатный станок Гутенберга. Аркебуза и винтовка в Европе
1450 г. - Первые пружинные часы. Колесные лафеты для пушек. Дробление парусов. Алфавитный печатный станок с подвижными литерами: Иоганн Гутенберг.
1451г. - Рассеивающая линза для очков: Николай Кузанский
1480 г. - Ружье Цольнера с прямой нарезкой.
1492 г. - Экспедиция Колумба на трех каравеллах пересекает Атлантический океан и достигает берегов Америки.
1498 г. - Зубная щетка в Китае.
1500 г. - Первые доменные печи. Мушкет с фитильным замком.
1510 г. - Карманные часы: Питер Хенляйн
1512г. -Ребодекон - скорострельная установка из нескольких мушкетов.
1516 г. - Печатание цветных иллюстраций Уго-да-Карпи.
1530 г. - Самопрялка Юргенса.
1540 г. - Диэтиловый эфир: Кордус, Валерий.
1541 г. - Первое упоминание о использовании деревянных рельс
в горном деле.
1550 г. - Камера-обскура Кардана с линзой.
1556 г. - Книга Фабрициуса, в которой описаны его опыты с хлористым серебром.
1576 г. - Броненосец: Ода Нобунага.
1581 г. - Маятник: Галилео Галилей.
1582 г. - Введение григорианского календаря в ряде стран Европы. 1589 г. - Ткацкий станок: Вильям Ли.
1593 г. - Термометр: Галилео Галилей. Мушкет в Европе. Карандаш в Англии.
1600 г. - Зрительная труба Мециуса. Простой микроскоп Янсена. 1608 г. - Телескоп: Ганс Липперши
1609 г. - Телескоп Галилея.
1610 г. - Сложный микроскоп Дребеля.
1619 г. - Додлей при плавке железа применяет каменный уголь. 1620 г. - Логарифмическая линейка: Уильям Оутред.
1623 г. - Автоматический калькулятор: Вильгельм Шикард. 1630 г. - Первые винтовки.
1640 г. - Экипаж Блаунта со стальными С-образными рессорами. 1643 г. - Барометр: Эванджелиста Торричелли.
1645 г. - Суммирующая машина Паскаля. Вакуумный насос: Отто фон Герике.
1646 г. - Работа Кирхера «Великое искусство света и теней», в которой описано действие магического фонаря.
1657 г. - Механические часы с маятником Гюйгенса.
1663 г. - Трехлинзовый микроскоп Гука. Трактат Паскаля о равновесии жидкостей.
1669 г. - Бранд открывает фосфор.
1672 г. - Рефлектор Ньютона.
1674 г. - Балансир Гюйгенса для пружинных часов.