Кіріспе
технология тарихы – адамзаттың құралдар мен техниканы ойлап табу тарихы. Технологияға ең қарапайым тас құралдардан бастап, 1980 жылдардан бері пайда болған күрделі генетикалық инженерия мен ақпараттық технологияларға дейінгі әдістер кіреді. Технология термині грек тіліндегі "техне" – өнер және қолөнер, ал "логос" – сөз және сөйлеу деген мағынаны білдіреді. Бұл термин алғаш қолданбалы өнерді сипаттау үшін қолданылған, бірақ қазір оны қоршаған ортаға әсер ететін жаңалықтар мен өзгерістерді сипаттау үшін пайдаланады. Жаңа білім адамдарға жаңа нәрселер жасауға мүмкіндік берді, ал керісінше, көптеген ғылыми ізденістер адамдарға бұрын жете алмайтын жерлерге саяхаттауға көмектесетін технологиялар мен табиғатты біздің сезімдерімізге қарағанда толық зерттеуге мүмкіндік беретін ғылыми құралдар арқасында мүмкін болды. Технологияның көп бөлігі қолданбалы ғылым болғандықтан, техникалық тарих ғылым тарихымен байланысты. Технология ресурстарды қолданатындықтан, техникалық тарих экономикалық тарихпен тығыз байланысты. Осы ресурстардың нәтижесінде технология басқа ресурстарды, соның ішінде күнделікті өмірде қолданылатын технологиялық бұйымдарды өндіреді. Технологиялық өзгерістер қоғамның мәдени дәстүрлеріне әсер етеді және олардың өзі де технологиялық өзгерістерге ықпал етеді. Ол экономикалық өсімнің қозғаушы күші және экономикалық, саяси, әскери күш пен байлықты дамыту мен нығайту құралы болып табылады.
The history of technology is the history of the invention of tools and techniques by humans. Technology includes methods ranging from as simple as stone tools to the complex genetic engineering and information technology that has emerged since the 1980s. The term technology comes from the Greek word techne, meaning art and craft, and the word logos, meaning word and speech. It was first used to describe applied arts, but it is now used to describe advancements and changes that affect the environment around us. New knowledge has enabled people to create new things, and conversely, many scientific endeavors are made possible by technologies that assist humans in traveling to places they could not previously reach, and by scientific instruments by which we study nature in more detail than our natural senses allow. Since much of technology is applied science, technical history is connected to the history of science. Since technology uses resources, technical history is tightly connected to economic history. From those resources, technology produces other resources, including technological artifacts used in everyday life. Technological change affects, and is affected by, a society's cultural traditions. It is a force for economic growth and a means to develop and project economic, political, military power and wealth.
Тас дәуірі
Палеолиттің көп бөлігінде – Тас дәуірінің басым бөлігінде – барлық адамдар шектеулі құралдармен және тұрақты қоныстардың аздығымен байланысты өмір салтын ұстанды. Алғашқы маңызды технологиялар тіршілікке қатысты, аң ауру және тағам дайындаумен байланысты болды. Тас құралдар мен қару-жарақ, от және киім осы кезеңдегі маңызды технологиялық жетістіктер еді. Адамның ата-бабалары тас және басқа құралдарды *Homo sapiens* шамамен 300 000 жыл бұрын пайда болғанға дейін көп бұрын қолданған. Құралдарды қолданудың ең алғашқы тікелей дәлелі 2,5 миллион жыл бұрын Африканың Ұлы Рифт аңғарында, Эфиопияда табылды. Олдовандық "өндіріс" деп аталатын тас құралдар жасаудың ең ерте әдістері кем дегенде 2,3 миллион жыл бұрын пайда болды. Тас құралдарды қолдану дәуірі Палеолит немесе "Ескі Тас дәуірі" деп аталады және шамамен 12 000 жыл бұрын ауыл шаруашылығының дамуына дейінгі адамзат тарихының барлық кезеңін қамтиды. Тас құрал жасау үшін, кремнездейтін сияқты, белгілі бір қабықталғыш қасиеттері бар қатты тастан жасалған "негізгі" бөлік балғамен соғылды. Бұл қабықталғаннан өткір жиектер пайда болды, оларды құрал ретінде, әсіресе шүмектер немесе сырғыштар түрінде қолдануға болады. Бұл құралдар ертедегі адамдарға аң аулау-жинау өмір салтында мәйіттерді сою (және сүйекті сындырып, миға жету), ағаш кесу, жаңғақтарды қақпақтап ашу, жануардың терісін сызу және тіпті сүйек пен ағаш сияқты жұмсақ материалдардан құрал жасау сияқты әртүрлі міндеттерді орындауға көмектесті. Ең алғашқы тас құралдар маңызды емес, олар жарылған тас ғана еді. Ахеул дәуірінде, шамамен 1,65 миллион жыл бұрын, осы тастарды қол балта сияқты белгілі пішіндерге келтіру әдістері пайда болды. Бұл ерте Тас дәуірі Төменгі Палеолит деп сипатталады. Орта Палеолитте, шамамен 300 000 жыл бұрын, дайындалған негізгі техника пайда болды, онда бір негізгі тастан бірнеше жапырақшалар тез жасалуы мүмкін. Соңғы мұз дәуірінің шамамен 10 000 жыл бұрын аяқталуы Жоғарғы Палеолиттің соңы және Эпипалеолит / Мезолиттің басталуын білдіреді. Мезолиттік технологияға микролиттерді құрастырылған тас құралдар ретінде, сондай-ақ ағаш, сүйек және мүйіз құралдарды пайдалану кірді. Ауыл шаруашылығының алғашқы технологиясы дамыған Кейінгі Тас дәуірі Неолит дәуірі деп аталады. Бұл кезеңде кремнез, нефрит, жадеит және жасыл тас сияқты әртүрлі қатты тастардан жылтыратылған тас құралдар жасалды, көбінесе карьерлерде жұмыс істеу арқылы, бірақ кейіннен бағалы тастарды жер астындағы туннельдер арқылы іздеді, бұл тау-кен өнеркәсібінің алғашқы қадамдары еді. Жылтыратылған балталар орманды кесу және егін шаруашылығын құру үшін қолданылды және қола мен темір пайда болған кезде де қолданылып келді. Бұл тас балталар, сондай-ақ жартас, пышақ, сырғыштар сияқты тас құралдарды, сондай-ақ ағаш, сүйек және мүйіз сияқты органикалық материалдардан жасалған құралдарды қолданумен бірге қолданылды. Тас дәуірі мәдениеттері музыканы дамытып, ұйымдасқан соғысқа қатысты. Тас дәуірі адамдары мұхитқа лайықты аутриггер каноэ технологиясын дамытты, бұл Малай архипелагы арқылы, Үнді мұхиты арқылы Мадагаскарға және Тынық мұхиты арқылы көшіп-қонуға әкелді, мұнда мұхит ағымдары, ауа райының өзгеруі, теңіз жүзу және аспандық навигация туралы білім қажет болды. Палеолиттік мәдениеттер жазбаша мұрағаттар қалдырмағанмен, көшпелі өмірден қонысқа және ауыл шаруашылығына көшуді археологиялық деректердің әртүрлі түрінен болжауға болады. Мұндай деректерге көне құралдар, үңгір суреттері және Виллендорф Венерасы сияқты басқа да тарихи алдындағы өнерлер жатады. Адамның қалдықтары да тікелей дәлелдерді ұсынады, әсіресе сүйектерді зерттеу және мумияларды зерттеу арқылы. Ғалымдар мен тарихшылар түрлі тарихи алдындағы халықтардың өмір салты мен мәдениеті, әсіресе олардың технологиясы туралы маңызды қорытындылар жасауға мүмкіндік алды.
Мыс және қола дәуірі
Металл мыс ауа райына ұшыраған мыс кендерінің бетінде кездеседі және мыс, мыс балқыту технологиясы белгілі болмас бұрын қолданылған. Мыс балқыту, керамикалық пештер технологиясының жеткілікті жоғары температураға қол жеткізуге мүмкіндік берген кезде пайда болған деп саналады. Үлкен кемелер алыс сауда жасауға және өркениеттің дамуына жағдай жасады. Бұл технологиялық үрдіс алғашқыда Мамандаулы Жарты Ай аймағында басталып, уақыт өте келе кеңінен тарады. Бұл дамулар барлық жерде бірдей болған жоқ және қазір де солай. Үш дәуір жүйесі Еуразиядан тыс жерлердегі халықтардың технологиялық тарихын дәл бейнелемейді, сондай-ақ кейбір оқшауланған топтарға, мысалы, Спиннифекс халқына, Сентинел аралдықтарына және әртүрлі Амазонка тайпаларына қатысты мүлдем қолданылмайды. Олар әлі күнге дейін Тас дәуірінің технологиясын пайдаланып келеді және ауыл шаруашылығы мен металлургияны дамытқан жоқ. Бұл елді мекендер әлемдік қазіргі заманға қарсы тұрып, дәстүрлі салт-дәстүрлерін сақтайды, технологияның қарқынды дамуына таңғажайып төзімділік көрсетеді.
Темір дәуірі
Темір балқыту технологиясы дамығанға дейін темір тек метеориттерден алынатын және әдетте никельдің құрамымен анықталады. Метеориттік темір сирек және құнды болған, бірақ кейде құралдар, соның ішінде балық аулауға арналған ілгіштер жасау үшін қолданылды. Темір дәуірі – темір балқыту технологиясын қабылдаумен байланысты. Ол көбінесе қоланың орнын басып, қоладан гөрі берік, жеңіл және арзан құралдар жасауға мүмкіндік берді. Темірді өндіруге қажетті шикізат, мысалы, кен және әктас, мыс және әсіресе қалайы кендерінен әлдеқайда көп. Осының салдарынан темір көптеген аймақтарда өндірілді. Қажетті жоғары температураның болуына байланысты болатты немесе таза темірді жаппай өндіру мүмкін болмады. Пештер балқыту температурасына жете алатын, бірақ балқыту мен құюға қажетті тигельдер мен қалыптар әлі дамытылмаған еді. Болатты гүлденген темірді соғып, көміртегінің мөлшерін белгілі бір деңгейде бақылап азайту арқылы өндіруге болады, бірақ осы әдіспен алынған болат біртекті болмады. Көптеген Еуразия мәдениеттерінде Темір дәуірі – жазба тілінің дамуына дейінгі соңғы маңызды қадам болды, бірақ бұл әрқашан осылай болған жоқ. Еуропада үлкен бекіністер соғыс кезінде қорғану үшін немесе кейде тұрақты елді мекендер ретінде салынды. Кейбір жағдайларда Қола дәуірінен қалған бұрынғы бекіністер кеңейтіліп, үлкейтілді. Темір балталарды пайдалану арқасында жерді тазалау қарқыны артты, бұл өсіп келе жатқан халықты азықтандыру үшін көбірек егістік жерлерді қамтамасыз етті.
Месопотамия
Месопотамия (қазіргі Ирак) және оның халқы (сумерлер, аккадтар, ассириялықтар және вавилондықтар) шамамен б.з.д. 4000 жылдан бастап қалаларда өмір сүрді, саз кірпіш пен таспен күрделі сәулет өнерін дамытты, оның ішінде нағыз арканы қолданды. Бабыл қабырғалары соншалықты зор болғандықтан, олар әлемнің жеті кереметінің бірі ретінде танылды. Олар кең ауқымды су жүйелерін жасады: аллювиалды оңтүстікте көлік және суару арналарын, ал төбелі солтүстікте ондаған шақырымға созылатын су жинау жүйелерін. Олардың сарайларында күрделі дренаж жүйелері болған. Месопотамияда жазу пайда болды, ол клинопись деп аталады. Саз тақташалардағы және тасқа жазылған көптеген жазбалар сақталған. Бұл өркениеттер қола технологияларын ерте пайдаланып, құралдар, қару-жарақ және монументальді мүсіндер жасау үшін қолданды. Б.з.д. 1200 жылға қарай олар 5 метрлік нысандарды бір бөлікпен құюға қабілетті болды. Месопотамияда алты классикалық қарапайым машинаның бірнешеуі ойлап табылды. Месопотамиялықтар дөңгелектің авторы деп есептеледі. Дөңгелек және ось механизмі алғаш рет б.з.д. 5 мыңжылдықта Месопотамияда (қазіргі Ирак) пайда болған тоқымашының дөңгелегімен көрінді. Бұл б.з.д. 4 мыңжылдықтың басында Месопотамияда дөңгелекті көлік құралын ойлап табуға әкелді. Ұр қаласының Эанна ауданындағы саз тақташалардағы дөңгелекті арбалардың бейнелері б.з.д. 3700-3500 жылдар аралығында жасалған. Б.з.д. 3000 жыл шамасында Месопотамияда пайда болған көлеңкелі су көтеру құрылғысы – алғашқы кран, содан кейін б.з.д. 2000 жыл шамасында ежелгі Египет технологиясында қолданылды. Шкивтердің ең ерте дәлелдері б.з.д. 2 мыңжылдықтың басына Месопотамияға қатысты. Бұранда, қарапайым машиналардың соңғысы, алғаш рет Месопотамияда неоассириялық кезеңде (б.з.д. 911-609) пайда болды. Бабыл астрономиялық күнделіктері 800 жылға созылды. Олар мұқият астрономдарға планеталардың қозғалысын анықтауға және күн мен ай тұтылуын болжауға мүмкіндік берді. Су доңғалақтары мен су диірмендерінің ең ерте дәлелдері ежелгі Таяу Шығыста б.з.д. 4 ғасырға, атап айтқанда, б.з.д. 350 жылдан бұрынғы Парсы империясында, Месопотамия (Ирак) және Парсы (Иран) аймақтарында кездеседі. Су қуатын осылай пионерлікпен пайдалану адамның бұлшық ет күшіне (желкеннен басқа) тәуелді емес алғашқы ойлап тапқан қозғаушы күші болды.
Мысыр
Қазіргі заманғы құралдар пайда болғанға дейін ғасырлар бұрын пирамидаларды салумен танымал болған египеттіктер көптеген қарапайым машиналарды, мысалы, құрылыс процестерін жеңілдету үшін пандус сияқты машиналарды ойлап тапты және қолданды. Тарихшылар мен археологтар пирамидалардың барлық машиналардың негізі саналатын «Алты қарапайым машинаның» үшеуін пайдаланып салынғандығын анықтады. Бұл машиналар – көлбеу жазықтық, кене және бұрыш, египеттіктерге шамамен 3,5 тонна (7000 фунт) салмақтағы миллиондаған әк тас блоктарын жылжытуға және Гизаның Ұлы пирамидасы сияқты 147 метр (481 фут) биіктіктегі құрылыстарды салуға мүмкіндік берді. Олар сондай-ақ қағазға ұқсас жазу материалы папирустан жасады, оны Джошуа Марк қазіргі қағаздың негізі деп атады. Папирус – бұл ежелгі дәуірде Мысыр дельтасында және Нил өзені бойында көптеп өскен өсімдік (cyperus papyrus). Папирусты далалық жұмысшылар жинап, өңдеу орталықтарына жеткізіп, онда оны жұқа жолақтарға кесетін. Содан кейін жолақтар қатарластырылып, өсімдік шайырымен жабылатын. Екінші қабат жолақтар тік бұрышпен салынып, екі қабат тақта қурағанша бірге қысылатын. Жақтары біріктіріліп, рулон жасалып, кейін жазу үшін қолданылатын. Египеттік қоғам династиялық кезеңдерде технологияның көптеген салаларында маңызды жетістіктерге жетті. Хоссам Эланзиридің сөзіне сәйкес, олар күн сағаттары, көлеңке сағаттары және обелисктер сияқты уақытты өлшеу құралдарын алғаш рет қолданған өркениет болды және астрономия туралы білімдерін пайдаланып, қазіргі қоғам әлі де қолданып жүрген күнтізбе моделін жасады. Олар кеме жасау технологиясын дамытып, папирус қамысынан жасалған кемелерден кедр ағашынан жасалған кемелерге көшті, сонымен қатар арқандық фермаларды және рульді кеңейтілген сабаққа орнатуды дамытты. Египеттіктер анатомия туралы білімдерін көптеген қазіргі медициналық техникалардың негізін қалау үшін пайдаланды және нейроғылымның ең ерте нұсқасын тәжірибеледі. Эланзири сондай-ақ олар математикалық ғылымды қолданғанын және пирамидаларды салуда дәлелдегенін айтады. Ежелгі египеттіктер сонымен қатар қазіргі тағамдық технология процестерінің негізі болған көптеген тағамдық технологияларды ойлап тапты және дамытты. Қабірлердегі суреттер мен бейнелерге, сондай-ақ археологиялық артефакттарға сүйене отырып, Пол Т. Николсон сияқты ғалымдар ежелгі египеттіктер жүргізген жүйелі егіс шаруашылығы, астық өңдеу, сыра қайнату және нан пісіру, ет өңдеу, жүзім шаруашылығы және қазіргі шарап өндірісінің негізін қалау, сондай-ақ тағамдарының дәмін толықтыру, сақтау және жасыру үшін дәмдеуіштер жасау екенін сендіреді.
Инд өзені
Индус алқабы өркениеті, ресурстарға бай аймақта (қазіргі Пәкістан және Солтүстік-Батыс Үндістанда) орналасқан, қала құрылысын, санитарлық технологияларды және су өткізу жүйелерін ерте пайдалануымен ерекшеленеді. "Ваасту Шастра" деп аталатын Индус алқабының құрылыс және сәулет өнері материалдарды инженерлік, гидрология және санитария саласындағы терең білімді көрсетеді.
Қытай
Қытайлықтар көптеген алғашқы белгілі жаңалықтар мен өнертабыстар жасады. Қытайдың маңызды технологиялық үлесіне екілік кодтың ең ерте белгілі түрі, эпигенетикалық тізбектеу, ерте сейсмологиялық детектер, тұспалдақтар, қағаз, тікұшақ роторы, көтерілген бедер картасы, қос әрекеттегі поршеньді сорғы, құйма темір, сумен жұмыс істейтін домендік пештің үскіріктері, темір жырғыш, көп түтік тұқым себу машинасы, арба, парашют, компас, руль, садақ, Оңтүстік көрсеткіш күйме және ұңғын кіреді. Қытайда сондай-ақ терең ұңғыма бұрғылау дамыды, оны тұз алу үшін тұздықты өндіруге қолданды. Олардың кейбіреулері 900 метрге дейін жететін, тұздықты булану үшін табиғи газ өндірді. Орта ғасырлардағы қытайлық жаңалықтар мен өнертабыстардың арасында блок баспасы, жылжымалы әріптермен баспа, фосфоресцентті бояу, үздіксіз қуат тізбегі және сағаттың тепе-теңдік механизмі бар. Қатты отынмен жұмыс істейтін ракета Қытайда шамамен 1150 жылы, ұңғынның (ракетаның отыны ретінде қолданылған) ойлап табылуынан кейін 200 жылдай соң ойлап табылған. Батыс елдері теңіз саяхаттарын бастамас бұрын, Мин әулетінің императорлары теңізге үлкен флоттар жіберді, олардың кейбіреулері Африкаға дейін жетті.
Эллиндік Жерорта теңізі
Жерорта теңізі тарихының эллиндік кезеңі б.з.д. 4 ғасырда Александрдың жаулап алуларымен басталды, осының нәтижесінде Балқан, Левант және Египетті қоса алғанда, Шығыс Жерорта теңізі аймағында грек және Таяу Шығыс мәдениеттерінің бірігіп кеткен эллиндік өркениеті пайда болды. Птолемей Египеті интеллектуалдық орталығы болғандықтан және грек тілі қауымдастық тілі ретінде қолданылғандықтан, эллиндік өркениетке грек, египеттік, еврей, парсы және финикиялық ғалымдар мен инженерлер кірді, олар грек тілінде жазды. Шығыс Жерорта теңізінің эллиндік инженерлері көптеген өнертабыстар жасады және қолданыстағы технологияны жетілдірді. Эллиндік кезеңде жаңа идеяларға ашықтық, механикалық философияның дамуы, Птолемей Египетіндегі Александрия кітапханасының құрылуы және оның жанындағы мұражаймен тығыз байланысының арқасында технологиялық прогресс күрт үдеді. Бұрынғы замандағы белгісіз өнертапқыштардан өзгеше, Архимед, Византиялық Филон, Герон, Ктезибий және Архитас сияқты данышман адамдар кейінгі ұрпақтарға есімдерімен танылды. Ежелгі шаруашылық, кез келген замандағы өндіріс пен күнкөріс құралы ретінде, және оның суару әдістері, бұрын белгісіз болған бірқатар су көтеру құрылғыларының – тік су доңғалағы, бөлікті доңғалақ, су турбинасы, Архимед бұрандасы, шелек тізбегі және гүл шоғыры, күштік сорғы, сору сорғысы, қос әрекетті поршеньді сорғы және мүмкін тізбекті сорғының ойлап табылуы мен кеңінен қолданылуы арқасында едәуір дамыды. Музыкада Ктезибийдің ойлап тапқан және кейіннен жетілдірілген су органы алғашқы пернетақталы аспаптардың бірі болды. Уақытты өлшеуде, ағын клепсидрасының енгізілуі және оның циферблат пен көрсеткішпен механикаландырылуы, кері байланыс жүйесінің және тежегіш механизмнің қолданылуы бұрынғы ағын клепсидрасын артта қалдырды. Механикалық технологиядағы жаңалықтарға жаңадан жасалған тік бұрышты беріліс кірді, ол механикалық құрылғылардың жұмысы үшін өте маңызды болды. Эллиндік инженерлер сондай-ақ, негізінен ойыншықтар ретінде, бірақ жаңа пайдалы механизмдерді – иінтіректер мен гимбалдарды қамтитын, ілмек құмыралары, автоматты жуынатын орындар және есіктер сияқты автоматтарды ойлап тапты. Антикитера механизмі, дифференциалдық берілісте жұмыс істейтін ұқсас компьютер және астролябия астрономиялық ғылымның үлкен жетістіктерін көрсетті. Басқа салалардағы ежелгі гректердің жаңалықтарына соғыста катапульта және гастрафет, металлургияда қуыс қола құю, геодезияда диоптр, инфрақұрылымда маяк, орталық жылыту, ғылыми есептеулер арқылы екі жағынан қазылған туннель және кеме жолы кірді. Көлік саласында жеңіл жүргінші және километр өлшегіштің ойлап табылуы үлкен прогреске әкелді. Спиральді баспалдақтар, тізбекті жетек, жылжымалы штангенциркульдер және душ сияқты жаңа техникалар мен бұйымдар да жасалды.
Рим империясы
Рим империясы б.з.б. 1 ғасыр мен б.з. 1 ғасыр аралығында Италиядан бүкіл Жерорта теңізі аймағына дейін кеңейді. Италиядан тыс ең дамыған және экономикалық жағынан өнімді провинциялар Балқандағы Шығыс Рим провинциялары, Кіші Азия, Египет және Левант болды, әсіресе Римдік Египет Италиядан тыс ең бай Рим провинциясы болды. Рим империясы қарқынды және күрделі ауыл шаруашылығын дамытты, темір өңдеудің қолданыстағы технологиясын кеңейтті, жеке меншік құқығын қамтамасыз ететін заңдар жасады, алдыңғы қатарлы тас қалау технологиясын, жол құрылысын (19 ғасырда ғана басып өтті), әскери инженерлік, азаматтық инженерлік, иіру және тоқу өндірісін, сондай-ақ Рим экономикасының көптеген салаларында өнімділікті арттыруға көмектесетін Галл орақтары сияқты бірнеше түрлі машиналарды енгізді. Рим инженерлері алғаш рет монументальді аркалар, амфитеатрлар, су құбырлары, қоғамдық моншалар, нағыз аркалы көпірлер, порттар, су сақтағыштар мен бөгеттер, күмбездерді және қасбеттерді империясының барлық аймағында үлкен масштабта салды. Римдіктердің маңызды өнертабыстары – кітап (кодекс), шыны үрлеу және бетон. Рим вулканикалық түбекте орналасқандықтан, құмда кристалды түйірлер болғандықтан, римдіктер жасаған бетон ерекше берік болды. Олардың кейбір ғимараттары 2000 жылдан бері, бүгінгі күнге дейін сақталған. Римдік Египетте Александриялық Герон желмен жұмыс істейтін механикалық құрылғымен (Херонның жел дөңгелегін қараңыз) алғашқы тәжірибелер жасады және тіпті ең алғашқы бумен жұмыс істейтін құрылғыны (эолипиль) ойлап тапты, бұл табиғи күштерді пайдаланудың жаңа мүмкіндіктерін ашты. Ол сондай-ақ автоматты сауда автоматтарын да ойлап тапты. Дегенмен, оның өнертабыстары көбінесе практикалық машиналар емес, ойыншықтар сияқты болды.
Инка, майя және ацтек
Инка және майяның инженерлік шеберлігі тіпті бүгінгі стандарттармен салыстырғанда да керемет болды. Осы ерекше инженерлік шеберліктің мысалы – бір тоннадан асатын салмақты бөліктерді бір-біріне осынша тікелей бекітіп орнату, араларына тіпті пышақ өтпейтіндей етіп салу. Инка ауылдары суармалы арналар мен дренаж жүйелерін пайдаланып, егін шаруашылығын өте тиімді еткен. Кейбіреулер инкалар гидропониканы алғаш рет ойлап тапқан деседі, бірақ олардың егін шаруашылығы технологиясы, дамыған болғанымен, топыраққа негізделген. Мая өркениеті архитектуралық құрылыстарында металлургияны немесе дөңгелек технологиясын қолданбаған, бірақ күрделі жазу және астрономиялық жүйелерді жасап, тас пен кременьден әдемі мүсіндер жасады. Инкалар сияқты, майялар да егіншілік және құрылыс саласында жетілген технологияны меңгерген. Маялар Мезоамерикадағы алғашқы қысыммен жұмыс істейтін су жүйесін Паленкедегі Майялар жерінде құрған. Ацтектердің билігінің басты үлесі – жаулап алынған қалалар арасындағы байланыс жүйесі және шеберлікпен жасалған чинампалардың егін шаруашылығы технологиясының кеңінен таралуы. Мезоамерикада, көліктің жүк тасушы жануарлары болмағандықтан (соның салдарынан дөңгелекті көліктер де болмады), жолдар Инка және Майя өркениеттеріндегідей жаяу жүруге арналған етіп салынды. Ацтектер, майялардан кейін, өз алдыңғылары – ольмектерден көптеген технологиялар мен интеллектуалдық жетістіктерді мұра етті (Американың жергілікті халықтарының өнертабыстары мен инновацияларына назар аударыңыз).
Орта ғасырдан қазіргі заманға дейінгі
Орта ғасырдағы маңызды дамулардың бірі – су және жел күшінің жануарлар мен адам күшінен артық болған экономикалардың қалыптасуы болды. Су және желдің көп бөлігі астық ұнтақтауға жұмсалды. Су энергиясы сондай-ақ, домна пешінде ауа үрлеуге, қағаз жасау үшін мата қиыршықтарын соғуға және жүнді тоқуға пайдаланылды. "Соңғы сот кітабы" (Domesday Book) 1086 жылы Ұлыбританияда 5624 су диірменін тіркеді, бұл шамамен отыз отбасына бір диірменнен келеді. Жаңа технологиялардың көмегімен мал шаруашылығы, суару және егіншілік дамыды. Бұл өзгерістер ауыл шаруашылығын өнімдірек етіп, халық санының өсуіне, қалалардың дамуына және қоғамдық жіктелудің күшеюіне ықпал етті. Ислам әлеміндегі мұсылман инженерлері су энергиясын, сондай-ақ, толқын энергиясын, жел энергиясын, мұнай сияқты табиғи отынды және ірі зауыттар кешендерін (араб тілінде – тираз) кеңінен пайдаланды. Ислам әлемінде толықтау диірмендері, астық ұнтақтау диірмендері, қабықтарын сызу диірмендері, пилорамалар, кеме диірмендері, мөр диірмендері, болат диірмендері және тасқын диірмендері сияқты түрлі өнеркәсіптік диірмендер қолданылды. 11 ғасырда Ислам әлемінің барлық провинцияларында осындай өнеркәсіптік диірмендер жұмыс істеді. Мұсылман инженерлері су турбиналарын және диірмендер мен су көтеру машиналарын құрастыруда тісті дөңгелектерді қолданды, сондай-ақ су диірмендері мен су көтеру машиналарын қосымша қуатпен қамтамасыз ету үшін бөгеттерді су қуатының көзі ретінде пайдалануды ұсынды. Осы технологиялардың көп бөлігі ортағасырлық Еуропаға тарады. 9 ғасырда Иран, Ауғанстан және Пәкістан аймақтарында алғашқы жел диірмендері мен жел сорғылары пайда болды. Олар астық ұнтақтау және су тарту үшін, сондай-ақ астық ұнтақтау және қант құмырсын өндіру салаларында қолданылды. Қант диірмендері алғаш рет ортағасырлық ислам әлемінде пайда болды. Олар алдымен су диірмендерімен, содан кейін 9-10 ғасырларда Ауғанстан, Пәкістан және Иран аймақтарында жел диірмендерімен қозғалды. Бадам, цитрус жемістері сияқты егістер Аль-Андалус арқылы Еуропаға әкелінді, ал қант өсіру біртіндеп Еуропа бойынша тарады. 16 ғасырда португалдықтар келгенге дейін Үнді мұхитындағы саудада араб саудагерлері басымдық танытты. Мұсылман әлемі қағаз жасау өнерін Қытайдан қабылдады. Сонымен қатар, ұнтақ жасау туралы білім Қытайдан, негізінен ислам елдері арқылы тарады, онда таза калий нитратының формулалары жасалды. Айналмалы тігіс машинасы ислам әлемінде 11 ғасырдың басында ойлап табылған. Кейіннен ол Еуропаға кеңінен тарады, онда ол Индустриялық революция кезінде маңызды рөл атқарған орағыш тігіс машинасына бейімделді. Краншафтты 1206 жылы әл-Жазари ойлап тапқан, ол бу машинасы, ішкі жану машинасы және автоматты басқару сияқты қазіргі заманғы машиналардың құрамдас бөлігі болып табылады. Кәмшафтты да алғаш рет 1206 жылы әл-Жазари сипаттаған. Алғашқы бағдарламаланатын машиналар да мұсылман әлемінде ойлап табылған. Бірінші музыкалық секвенсер, бағдарламаланатын музыкалық аспап – 9 ғасырда "Таңғажайып құрылғылар кітабында" сипатталған Бану Муса ағайындарының ойлап тапқан автоматтандырылған флейтасы болды. 1206 жылы әл-Жазари бағдарламаланатын автоматтарды/роботтарды ойлап тапты. Ол төрт автомат музыкантты, оның ішінде бағдарламаланатын барабан машинасымен жұмыс істейтін екі барабаншыны сипаттады, барабаншыны әр түрлі ырғақтар мен барабан үлгілерін ойнатуға бағдарламалауға болатын. Әл-Жазари ойлап тапқан гидроэнергиямен жұмыс істейтін механикалық астрономиялық сағат – қамал сағаты – алғашқы бағдарламаланатын аналогты компьютер болды. Осман империясында 1551 жылы Осман Египетінде Таки ад-Дин Мұхаммед ибн Ма'руф практикалық импульстік бу турбинасын ойлап тапты. Ол дөңгелектің айналасына орналасқан желкендерге будың ағынымен айналдыру әдісін сипаттады. Бұл құрылғыға ұқсас, 1648 жылы Джон Уилкинс та суырғышты айналдыратын құрылғыны сипаттады.
Орта ғасырлардағы Еуропа
Ортағасырлық технология ұзақ уақыт бойы Батыс технологиясының эволюциясында кері қадам ретінде бейнеленгенімен, ортағасырлықтардың бір буыны (американдық ғылым тарихшысы Линн Уайт сияқты) 1940 жылдардан бастап көптеген ортағасырлық техникалардың жаңашылдығын атап көрсетті. Нағыз ортағасырлық үлестерге, мысалы, механикалық сағаттар, көзілдіріктер және тік жел диірмендері жатады. Орта ғасырдағы тапқырлық су таңбасы немесе функционалды түйме сияқты көзге түспейтін заттардың ойлап табылуында да көрінді. Теңіз жүзудегі келешек зерттеулер дәуірінің негізі шұңқырлы және иінтірек рульдері, латын желкендері, құрғақ компас, жылқының жалаты және астролябияның енгізілуімен қаланды. Әскери технологияда да маңызды жетістіктер болды, мысалы, толық металлдан жасалған қарулар, болат арбалеттер және зеңбіректер жасалды. Орта ғасырлар, әсіресе, сәулеттік мұрасымен танымал: қабырғалы күмбездер мен сүйір аркалардың пайда болуы биік готикалық стильге бастап, ортағасырлық бекіністер дәуірге «қамалдар дәуірі» деген кең таралған атау берді. Қағаз жасау – 2 ғасырдағы қытай технологиясы, 8 ғасырда қытай қағаз жасаушылардың тұтқынға алынуымен Таяу Шығысқа жеткізілді. Қағаз жасау технологиясы Умайялардың Испанияны басып алуы арқылы Еуропаға тарады. 12 ғасырда Сицилияда қағаз фабрикасы салынды. Еуропада қағаз жасауға қажетті целлюлоза талшығы зығыр және мақта маталарынан алынды. Линн Таунсенд Уайт-младший орама дөңгелегінің мата қалдықтарының көбеюіне, демек, арзан қағазға әкелгенін, ал бұл баспа ісінің дамуына ықпал еткенін айтты.
Қайта өрлеу технологиясы
Қазіргі заманғы инженерияның дамуына дейін математиканы шеберлер мен қолөнершілер, мысалы, диірмен салушылар, сағат жасаушылар, құрал жасаушылар және геодезистер қолданған. Осы мамандықтардан басқа, университеттердің технология үшін көп практикалық маңызы болмаған деп есептелді. Сумен жұмыс істейтін механикалық құрылғылардың ішінде кенді ұнтақтау диірмендері, ұру балғалары, үрлегіштер және сорғылар болды. Зеңбіректерді құюға байланысты, 15 ғасырдың ортасында Францияда доменді пештер кеңінен қолданыла бастады. Доменді пештер б.з.д. 4 ғасырдан бері Қытайда қолданылып келген. (шамамен 1441 ж.) зәйтүн бұрандалы пресстен бейімделген пресс механизміне ие жылжымалы металл қалыпты басу машинасы кітаптар мен жарияланған аталымдардың санының күрт өсуіне әкелді. Жылжымалы керамикалық қалыптар Қытайда бірнеше ғасыр бойы қолданылған, ал ағаштан жасалған қалыпты басу одан да ертерек пайда болған. Бұл дәуір сызықтық сезімталдық, қос қабырғалы күмбездер немесе бастиондық бекіністер сияқты маңызды техникалық жетістіктермен ерекшеленеді. Таккола мен Леонардо да Винчи сияқты Ренессанс суретші-инженерлерінің жазбалары сол кездегі белгілі және қолданылған механикалық технология туралы терең түсінік береді. Сәулетшілер мен инженерлер ежелгі Римнің құрылыстарынан шабыттанды, нәтижесінде Брунеллески Флоренция соборының үлкен күмбезін салды. Ол құрылыстың жоғарғы бөлігіне үлкен тас блоктарды көтеруге арналған тапқыр кранды қорғау үшін алғашқы патенттердің бірін алды. Әскери технология айқас садақтың және одан да күшті артиллерияның кеңінен қолданылуымен қарқынды дамыды, себебі Италияның қала-мемлекеттері көбінесе бір-бірімен қақтығысқа түсетін. Медичи сияқты ықпалды отбасылар өнер мен ғылымды ынталандырды. Ренессанс ғылымы ғылыми революцияны тудырды; ғылым мен технология өзара даму циклына енді.
Ғарышкерлердің ғасырлық тарихы
Жақсыланған желкенді кеме, нау немесе карак, Американы еуропалықтардың отарлауымен бірге зерттеу дәуірін бастады, бұл Фрэнсис Бэконның «Жаңа Атлантидасы» арқылы көрнекті бейнеленді. Васко да Гама, Кабрал, Магеллан және Христофор Колумб сияқты саяхатшылар өз тауарлары үшін жаңа сауда жолдарын іздеу және Африка, Үндістан және Қытаймен байланыс орнату үшін әлемді зерттеді, бұл дәстүрлі құрлықтағы жолдармен салыстырғанда сапарды қысқартуға мүмкіндік берді. Олар жаңа карталар мен теңіздік карталар жасады, олар келешектегі теңізшілерге үлкен сеніммен одан әрі зерттеуге көмектесті. Дегенмен, географиялық ұзындықты анықтаудағы қиындықтар мен дәл хронометрлердің болмауына байланысты теңізде жүзу әдетте қиын болды. Еуропалық державалар ежелгі гректер заманынан бері жоғалған азаматтық кодекс идеясын қайта жаңғыртты.
Индустриялық революция алдындағы кезең
1598 жылы ойлап табылған тоқыма станогы тоқымашының минутына түйіндер санын 100-ден 1000-ға дейін арттырды. Кен орындары барған сайын тереңдеп, оларды ат күшімен жұмыс істейтін шелек-тізбек сорғыларымен және ағаш поршеньді сорғылармен құрғату өте қымбатқа түсті. Кейбір кен орындарында 500-ге дейін ат қолданылды. Ат күшімен жұмыс істейтін сорғылар Саверидің бу сорғысымен (1698) және Ньюкоменнің бу машинасымен (1712) ауыстырылды.
Өнеркәсіптік революция (1760-1830 жылдар)
Революцияны арзан көмір түріндегі энергия жеңіп алды, ол Ұлыбританияның мол ресурстарынан үнемі артып отырды. Британдық өнеркәсіптік революция тоқыма машиналарын, тау-кен өндірісін, металлургияны, көлікті және құрал машиналарын жасау салаларындағы жетістіктермен сипатталады. Жіп иіру және мата тоқу машиналары ойлап табылғанға дейін, жіп иіру тоқу тегершігімен, ал мата тоқу қол және аяқпен басқарылатын тоқыма станогымен жасалатын. Бір тоқымашыны қамтамасыз ету үшін үш-бес жіп иіруші қажет болды. 1733 жылы ұшатын челноктың пайда болуы тоқымашының өнімділігін екі есеге арттырып, жіп иірушілердің тапшылығын тудырды. Жүнді иіруге арналған машина 1738 жылы ойлап табылған. 1764 жылы ойлап табылған жіп иіру машинасы бірнеше иіру дөңгелектерін пайдаланды, бірақ сапасы төмен жіп өндірді. Ричард Аркрайттың 1767 жылы патент алған сулы тізгіш, жиекті дженниге қарағанда сапалы жіп өндірді. Сэмюэл Кромптонның 1779 жылы патент алған орауыш машинасы жоғары сапалы жіп өндірді. Көкке айналған көмір жоғары температуралы доменді пештерді қамтамасыз етіп, бұрынғыдан гөрі әлдеқайда көп темір құйды, бұл Темір көпір сияқты құрылыстарды салуға мүмкіндік берді. Арзан көмір өнеркәсіптің жұмыс істейтін су ресурстарына тәуелділігін жойды, бірақ ол қуаттың маңызды көзі ретінде қолданыла берді. Бу машинасы шахталарды құрғатуға көмектесті, соның арқасында көмірдің қоры кеңейді және көмір өндірісі артты. Жоғары қысымды бу қозғалтқышының дамуы локомотивтерді жасауға мүмкіндік берді, содан кейін көлік революциясы болды. 18 ғасырдың басынан бері бар болған бу машинасы кемелер мен теміржол көлігіне де қолданылды. Ливерпуль мен Манчестер темір жолы, алғашқы мақсатты түрде салынған теміржол желісі 1830 жылы ашылды, ал Роберт Стивенсонның Rocket локомотиві оның алғашқы жұмыс істейтін локомотивтерінің бірі болды. 1803 жылы Портсмут блок фабрикасындағы барлық металл машиналарымен кеме шкивтерінің блоктарын жасау тұрақты жаппай өндіріс дәуірін бастады. Инженерлер бөлшектерді өндіру үшін қолданған құрал машиналарын ғасырдың алғашқы онжылдығында, әсіресе Ричард Робертс және Джозеф Уитворт пайдаланды. Қазіргі кезде америкалық өндіріс жүйесі деп аталатын алмастырылатын бөлшектерді дамыту 19 ғасырдың басында АҚШ Федералдық арсеналдарындағы қару-жарақ өнеркәсібінде басталды және ғасыр соңына қарай кеңінен қолданыла бастады. Ағарту дәуіріне дейін сумен жабдықтау және санитария саласында аз жетістіктер болды, ал римдіктердің инженерлік шеберлігі Еуропа бойынша көбінесе назардан тыс қалды. Сумен жабдықтауды тазарту үшін құм сүзгілерін алғаш рет 1804 жылы Шотландияның Пейсли қаласындағы ағартқыш иесі Джон Гибб тәжірибелік сүзгі орнатқанда қолданды, ал оның артық қалдықтарын халыққа сатты. Әлемдегі алғашқы тазартылған суды жеткізуді инженер Джеймс Симпсон 1829 жылы Лондонның Челси су құбыры компаниясы үшін орнатты. Бірінші бұрандалы су краны 1845 жылы Ротерхамдағы қола құю зауыты Гест пен Кримс патенттеген. Суды тазарту практикасы көп ұзамай кең таралды, ал жүйенің артықшылықтары дәрігер Джон Сноудың 1854 жылғы Брод-стрит холерасының жарылуы кезінде жүргізген зерттеулерінен кейін холера эпидемиясын таратуда сумен жабдықтаудың рөлін көрсетті.
Екінші өнеркәсіптік революция (1860-шы жылдар 1914 ж.)
XIX ғасырда көлік, құрылыс, өндіріс және байланыс технологияларында таңғажайып дамулар болды. 1830-шы жылдардың соңындағы дағдарыстан және маңызды өнертабыстардың жалпы баяулауынан кейін, Екінші өнеркәсіптік революция 1860-шы жылдары немесе шамамен 1870 жылы басталып, Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін жалғасқан, қарқынды инновациялар мен индустрияландыру кезеңі болды. Ол химиялық, электрлік, мұнай және болат технологияларының, жоғары деңгейде ұйымдастырылған технологиялық зерттеулермен байланысты тез дамуын қамтыды. XIX ғасырда телеграф теміржолдарды қауіпсіз басқаруға көмектесетін практикалық технологияға айналды. Телеграфтың дамуымен бірге алғашқы телефонның патенталға алынуы да болды. 1876 жылдың наурызында Александр Грэм Белл өзінің "электрлік телеграф" нұсқасына патент алды. Белл телефонды ойлап тапқанымен әйгілі болса да, алғашқы жұмыс істейтін үлгіні кім жасағаны туралы пікірлер әлі де даулы. Вакуумдық сорғыштар мен материалдарды зерттеудегі жетістіктерге сүйене отырып, 1870-ші жылдардың соңында шамдар кеңінен қолданыла бастады. Томас Эдисонның, Спенсер Трасктың қаржылық қолдауымен құрылған "Эдисон электр жарық компаниясы" алғашқы электр желісін салып, басқарды. Электрлендіру 20-шы ғасырдың ең маңызды техникалық жетістігі ретінде, қазіргі өркениеттің негізгі инфрақұрылымы ретінде бағаланды. Бұл өнертабыс жұмыс орындарына зор әсер етті, себебі зауыттар енді екінші және үшінші ауысымдарда жұмыс істей алды. Аяқ киім өндірісі 19-шы ғасырдың ортасында механикаландырылды. Тігін машиналарын және егіншілік машиналарын, мысалы, орақтарды жаппай өндіру 19-шы ғасырдың ортасынан соңына қарай кеңінен таралды. Велосипедтер 1880-ші жылдардан бастап жаппай өндірілді. Темір қабықпен жабдықталған соғыс кемелері 1860-шы жылдардан бастап шайқастарда қолданыла бастады және Жапония мен Қытайдың Батыс елдерімен сауда жасауына ықпал етті. 1825-1840 жылдар аралығында фотосурет технологиясы енгізілді. Ғасырдың қалған бөлігінде көптеген инженерлер мен өнертапқыштар оны және одан да ертерек проекция техникасын біріктіруге тырысты, толыққанды иллюзия немесе шындықтың толыққанды бейнесін жасау үшін. Түсті фотосуреттер әдетте осы мақсаттарға кіретін, ал 1877 жылы фонографтың пайда болуы синхронды дыбыс жазбаларын қосу мүмкіндігін ұсынып, үміттерді ояндырды. 1887-1894 жылдар аралығында алғашқы сәтті қысқаметражды кинематографиялық көрсетілімдер құрылды.
21 ғасыр
XXI ғасырдың басында кванттық компьютерлер, гендік терапия (1990 жылы енгізілген), 3D-басылым (1981 жылы енгізілген), нанотехнология (1985 жылы енгізілген), биоинженерия/биотехнология, ядролық технология, озық материалдар (мысалы, графен), скрамджеттер мен дронтар (әскери мақсаттағы рельстік қарулар мен жоғары энергиялы лазерлік сәулелермен бірге), суперөткізгіштік, мемристор және жасыл технологиялар, мысалы, баламалы отындар (мысалы, отын жасушалары, автономды электрлік және плагин-гибридтік автомобильдер), толықтырылған шындық құрылғылары және киілетін электроника, жасанды интеллект, сондай-ақ тиімді және қуатты жарықдиодтар (LED), күн элементтері, интегралдық схемалар, сымсыз қуат құрылғылары, қозғалтқыштар мен аккумуляторлар зерттелуде. 1998-2008 жылдары салынған ең ірі жеке машина – Үлкен адрондық коллайдер. Бөлшек физикасын түсіну, LHC сияқты ірі бөлшектер үдеткіштері мен жақсы нейтрино детекторлары сияқты жақсырақ құралдардың көмегімен кеңейеді деп күтілуде. Қара материяны жер асты детекторлары арқылы іздеуде, ал LIGO сияқты обсерваториялар гравитациялық толқындарды анықтауға кірісті. Генетикалық инженерия технологиясы дамуда, сонымен қатар даму мен мұрагерліктегі эпигенетиканың маңыздылығы да артып келеді. Боингтің "Орион" және SpaceX-тің "Дракон-2" сияқты жаңа ғарыш технологиялары мен ғарыш кемелері де әзірленуде. 2021 жылдың желтоқсан айында орбитаға ұшырылған Джеймс Вебб ғарыш телескопы және Колосс телескопы сияқты жаңа, қабілетті ғарыш телескоптары құрастырылды. Халықаралық ғарыш станциясы 2000-шы жылдары аяқталды, ал NASA және ESA 2030 жылдары Марсқа адамды жіберуді жоспарлап отыр. Өзгермелі нақты импульстік магнитоплазмалық қозғалтқыш (VASIMR) – ғарыш кемесін жылдамдатуға арналған электромагниттік қозғалтқыш, ол 2015 жылы сынақтан өтуі күтілуде. Breakthrough Initiatives жобасы 2030 жылдары басқа жұлдызға сапар шегу үшін, электрмен басқарылатын көптеген супер-жарық чиптерінен тұратын алғашқы ғарыш кемесін жіберуді жоспарлап отыр. Бұл жобаның мақсаты ғасырдың ортасына қарай Проксима Центавр жүйесінің, соның ішінде, мүмкін, өмірге жарамды Proxima Centauri b планетасының суреттерін алу. 2004 жылы Майк Мелвилл 2004 жылдың 21 маусымында ғарыш шекарасын кесіп өткенде, алғашқы коммерциялық ғарыш сапары жасалды.