Введение

История технологии – это история изобретения инструментов и техник человеком. Технология охватывает методы, варьирующиеся от простых каменных орудий до сложной генной инженерии и информационных технологий, появившихся с 1980-х годов. Термин «технология» происходит от греческого слова «techne», означающего искусство и мастерство, и слова «logos», означающего слово и речь. Изначально он использовался для описания прикладного искусства, но теперь применяется для описания достижений и изменений, влияющих на окружающую среду. Новые знания позволили людям создавать новые вещи, и, наоборот, многие научные исследования стали возможны благодаря технологиям, которые помогают людям путешествовать в места, недоступные ранее, и научным инструментам, позволяющим изучать природу более детально, чем это позволяют наши естественные чувства. Поскольку значительная часть технологий является прикладной наукой, история техники тесно связана с историей науки. Поскольку технология использует ресурсы, история техники неразрывно связана с экономической историей. Из этих ресурсов технология производит другие ресурсы, включая технологические артефакты, используемые в повседневной жизни. Технологические изменения влияют на культурные традиции общества и, в свою очередь, испытывают их влияние. Это движущая сила экономического роста и средство развития и демонстрации экономической, политической, военной мощи и богатства.

Каменный век

В течение большей части палеолита – большей части каменного века – все люди вели образ жизни, связанный с ограниченным набором инструментов и малым количеством постоянных поселений. Первые значительные технологические достижения были связаны с выживанием, охотой и приготовлением пищи. Каменные орудия и оружие, огонь и одежда были важнейшими технологическими разработками этого периода. Предки человека использовали каменные и другие инструменты задолго до появления Homo sapiens, примерно 300 000 лет назад. Самые ранние прямые свидетельства использования инструментов были обнаружены в Эфиопии, в Великой рифтовой долине, и датируются 2,5 миллионами лет назад. Самые ранние методы изготовления каменных орудий, известные как олдувайская «индустрия», датируются, по крайней мере, 2,3 миллионами лет назад. Этот период использования каменных орудий называется палеолитом, или «древним каменным веком», и охватывает всю историю человечества до развития сельского хозяйства, примерно 12 000 лет назад. Для изготовления каменного орудия «ядро» из твердого камня, обладающего определенными свойствами скалывания (например, кремень), поражалось ударником. В результате скалывания получались острые края, которые могли использоваться в качестве инструментов, в основном в виде рубил или скребков. Эти инструменты значительно облегчали ранним людям их образ жизни охотников-собирателей, позволяя выполнять различные задачи, включая разделывание туш (и раскалывание костей для извлечения костного мозга); рубку дров; раскалывание орехов; снятие шкур с животных для получения кожи и даже изготовление других инструментов из более мягких материалов, таких как кость и дерево. Самые ранние каменные орудия были примитивны, представляя собой не более чем обломки скалы. В эпоху ашель, начавшуюся примерно 1,65 миллиона лет назад, появились методы обработки камней для придания им определенных форм, таких как ручные топоры. Этот ранний каменный век описывается как нижний палеолит. В среднем палеолите, примерно 300 000 лет назад, была внедрена техника подготовки ядра, позволявшая быстро изготавливать несколько лезвий из одного каменного ядра. Конец последнего ледникового периода, около 10 000 лет назад, считается конечной точкой верхнего палеолита и началом эпипалеолита / мезолита. Мезолитическая технология включала использование микролитов в качестве составных каменных орудий, а также инструментов из дерева, кости и рога. Поздний каменный век, в течение которого были разработаны основы сельскохозяйственной технологии, называется неолитическим периодом. В этот период отполированные каменные орудия изготавливались из различных твердых пород, таких как кремень, нефрит, жадеит и зелёный камень, в основном путем обработки обнажений в качестве карьеров, но позже ценные породы добывались путем прокладки подземных туннелей – первые шаги в технологии добычи полезных ископаемых. Полированные топоры использовались для расчистки лесов и создания сельскохозяйственных угодий и были настолько эффективны, что оставались в употреблении даже после появления бронзы и железа. Эти каменные топоры использовались наряду с продолжающимся использованием каменных орудий, таких как различные снаряды, ножи и скребки, а также орудия, изготовленные из органических материалов, таких как дерево, кость и рог. Культуры каменного века развивали музыку и вели организованные войны. Люди каменного века разработали технологию океанских каноэ-балансиров, что привело к миграции через Малайский архипелаг, через Индийский океан на Мадагаскар, а также через Тихий океан, что требовало знаний об океанских течениях, погодных условиях, плавании и небесной навигации. Хотя палеолитические культуры не оставили письменных записей, переход от кочевой жизни к оседлости и сельскому хозяйству можно установить на основании ряда археологических свидетельств. К таким свидетельствам относятся древние орудия труда, наскальные рисунки и другие произведения доисторического искусства, такие как Вилендорфская Венера. Человеческие останки также предоставляют прямые доказательства, как посредством изучения костей, так и посредством исследования мумий. Ученые и историки смогли сделать значительные выводы об образе жизни и культуре различных доисторических народов, и особенно об их технологиях.

Медный и бронзовый века

Металлическая медь встречается на поверхности выветренных месторождений медной руды, и медь использовалась задолго до того, как было освоено производство меди путем плавки. Считается, что плавка меди возникла, когда технология обжига керамики позволила достигать достаточно высоких температур. Усовершенствованные корабли обеспечили торговлю на дальние расстояния и прогресс цивилизации. Эта технологическая тенденция, по-видимому, зародилась в Плодородном полумесяце и со временем распространялась за его пределы. Эти процессы не были и не являются универсальными. Трёхпериодная система неточно отражает технологическую историю народов за пределами Евразии и вовсе неприменима к некоторым изолированным группам, таким как народ Спиннифекс, сентинельцы и различные племена Амазонии, которые до сих пор используют технологии каменного века и не развили земледелие или металлургию. Эти общины сохраняют традиционные устои, противостоя глобальной современности, проявляя удивительную устойчивость к стремительному технологическому прогрессу.

Железный век

До того, как была разработана технология выплавки железа, единственным источником железа были метеориты, которые обычно идентифицируются по содержанию никеля. Метеоритное железо было редким и ценным, но иногда использовалось для изготовления инструментов и других приспособлений, таких как рыболовные крючки. Железный век ознаменовался освоением технологии выплавки железа. Он в основном заменил бронзу и позволил создавать инструменты, которые были прочнее, легче и дешевле в производстве, чем бронзовые аналоги. Сырье для производства железа, такое как железная руда и известняк, значительно более распространено, чем медная и особенно оловянная руда. В результате железо производилось во многих регионах. Массовое производство стали или чистого железа было невозможно из-за требуемых высоких температур. Печи могли достигать температуры плавления, но необходимые для плавления и литья тигли и формы еще не были разработаны. Сталь можно было получать путем ковки кричного железа для снижения содержания углерода в некоторой степени контролируемым образом, однако сталь, произведенная таким способом, не была однородной. Во многих евразийских культурах железный век стал последним крупным этапом перед развитием письменности, хотя это и не было универсальным правилом. В Европе возводились крупные укрепленные поселения на холмах, которые служили убежищем во время войны или постоянными поселениями. В некоторых случаях укрепления бронзового века расширялись и увеличивались в размерах. Ускорились темпы расчистки земель с использованием более эффективных железных топоров, что позволило получить больше пахотных земель для обеспечения растущего населения.

Месопотамия

Месопотамия (современный Ирак) и ее народы (сумерийцы, аккадцы, ассирийцы и вавилоняне) жили в городах с ок. 4000 г. до н.э. и развили сложную архитектуру из глиняного кирпича и камня, включая использование истинной арки. Стены Вавилона были настолько массивными, что их считали одним из чудес света. Они создали обширные системы водоснабжения: каналы для транспортировки и орошения в южной аллювиальной равнине и системы сбора воды, простиравшиеся на десятки километров в холмистой северной части. Во дворцах были сложные системы дренажа. Письменность была изобретена в Месопотамии, где использовался клинописный шрифт. Сохранилось множество записей на глиняных табличках и каменных надписях. Эти цивилизации одними из первых начали использовать бронзовые технологии для изготовления инструментов, оружия и монументальной скульптуры. К 1200 г. до н.э. они могли отливать предметы длиной до 5 м из цельного куска металла. Несколько из шести классических простых механизмов были изобретены в Месопотамии. Месопотамии приписывают изобретение колеса. Механизм колеса и оси впервые появился с гончарным кругом, изобретенным в Месопотамии (современный Ирак) в V тысячелетии до н.э. Это привело к изобретению колесного транспортного средства в Месопотамии в начале IV тысячелетия до н.э. Изображения колесных повозок, найденные на глиняных пиктограммах в районе Эанна в Уруке, датируются 3700–3500 гг. до н.э. Рычаг использовался в шадуфе – устройстве для подъема воды, первом крановом механизме, который появился в Месопотамии около 3000 г. до н.э., а затем в древнеегипетской технологии около 2000 г. до н.э. Самые ранние свидетельства использования блоков восходят к Месопотамии в начале II тысячелетия до н.э. Винт, последний из простых механизмов, впервые появился в Месопотамии в период неоассирийского царства (911–609 гг. до н.э.). Вавилонские астрономические дневники охватывали 800 лет и позволяли усердным астрономам отслеживать движение планет и предсказывать затмения. Самые ранние свидетельства водяных колес и водяных мельниц относятся к древнему Ближнему Востоку в IV веке до н.э., в частности, к Персидской империи до 350 г. до н.э., в регионах Месопотамии (Ирак) и Персии (Иран). Это новаторское использование энергии воды стало первым изобретенным человеком движущим механизмом, не зависящим от мускульной силы (за исключением паруса).

Египет

Египтяне, известные строительством пирамид за много веков до появления современных инструментов, изобрели и использовали множество простых машин, таких как рампа, для облегчения строительных процессов. Историки и археологи обнаружили доказательства того, что пирамиды были построены с использованием трех из так называемых шести простых машин, на которых основаны все машины. Эти машины – наклонная плоскость, клин и рычаг, которые позволили древним египтянам перемещать миллионы известняковых блоков весом около 3,5 тонн (7000 фунтов) каждый, чтобы создать такие сооружения, как Великая пирамида в Гизе, высотой 147 метров (481 фут). Они также создали материал для письма, похожий на бумагу, из папируса, который, по словам Джошуа Марка, является основой современной бумаги. Папирус – это растение (cyperus papyrus), которое в древности в изобилии росло в Египетской дельте и по всей долине реки Нил. Папирус собирали полевые рабочие и доставляли в перерабатывающие центры, где его разрезали на тонкие полоски. Затем полоски выкладывали бок о бок и покрывали растительной смолой. Второй слой полосок укладывали перпендикулярно, после чего оба слоя сжимали вместе до полного высыхания листа. Листы затем соединяли, чтобы сформировать свиток, который впоследствии использовался для письма. Египетское общество добилось значительных успехов в различных областях технологий в течение династических периодов. По словам Хоссама Эланзери, они были первой цивилизацией, использовавшей приборы для измерения времени, такие как солнечные часы, теневые часы и обелиски, и успешно применили свои знания в области астрономии для создания модели календаря, которую общество использует и сегодня. Они разработали технологию судостроения, благодаря которой суда эволюционировали от папирусных лодок до кедровых кораблей, а также стали пионерами в использовании веревочных ферм и рулей, установленных на штевне. Египтяне также использовали свои знания анатомии, чтобы заложить основу для многих современных медицинских методов и практиковали самую раннюю известную форму нейронауки. Эланзери также утверждает, что они использовали и развивали математическую науку, что подтверждается строительством пирамид. Древние египтяне также изобрели и первыми разработали многие пищевые технологии, которые стали основой современных процессов производства продуктов питания. Основываясь на картинах и рельефах, найденных в гробницах, а также на археологических артефактах, ученые, такие как Пол Т. Николсон, полагают, что древние египтяне внедрили систематические методы ведения сельского хозяйства, занимались переработкой зерна, варили пиво и пекли хлеб, перерабатывали мясо, занимались виноградарством и создали основу для современного производства вина, а также создавали приправы для улучшения, сохранения и маскировки вкуса их пищи.

Долина Инда

Цивилизация долины Инда, расположенная в богатом ресурсами регионе (на территории современного Пакистана и северо-западной Индии), известна своим ранним применением градостроительства, технологий санитарии и водопровода. Строительство и архитектура цивилизации долины Инда, известная как "Ваасту Шастра", свидетельствует о глубоком понимании материаловедения, гидрологии и санитарного дела.

Китай

Китайцы сделали множество первых известных открытий и изобретений. К числу важнейших технологических достижений Китая относятся самые ранние известные формы бинарного кода и эпигенетического секвенирования, первые сейсмологические детекторы, спички, бумага, ротор вертолета, карта с рельефным изображением, поршневой насос двойного действия, чугун, мехи для доменной печи, приводимые в движение водой, железный плуг, многоствольная сеялка, тачка, парашют, компас, руль, арбалет, южноуказательная повозка и порох. Китай также разработал технологию глубокого бурения скважин, которую использовали для добычи рассола для производства соли. Некоторые из этих скважин, глубиной до 900 метров, давали природный газ, который использовался для выпаривания рассола. Среди других китайских открытий и изобретений средневекового периода – книгопечатание с использованием деревянных блоков, печать подвижными литерами, фосфоресцирующая краска, бесконечная цепная передача и спусковой механизм часов. Ракета на твердом топливе была изобретена в Китае около 1150 года, почти за 200 лет после изобретения пороха (который служил топливом для ракеты). За десятилетия до эпохи великих географических открытий в Европе китайские императоры династии Мин отправляли крупные флотилии в морские экспедиции, некоторые из которых достигали Африки.

Эллинистическая Средиземноморье

Эллинистический период средиземноморской истории начался в IV веке до н.э. с завоеваний Александра, что привело к возникновению эллинистической цивилизации – синтеза греческой и ближневосточной культур в восточном Средиземноморье, включая Балканы, Левант и Египет. С Птолемеевским Египтом в качестве интеллектуального центра и греческим языком как лингва франка, эллинистическая цивилизация объединяла греческих, египетских, еврейских, персидских и финикийских ученых и инженеров, писавших на греческом языке. Инженеры Восточного Средиземноморья в эллинистический период отвечали за множество изобретений и усовершенствований существующих технологий. В этот период наблюдался резкий скачок технологического прогресса, стимулированный атмосферой открытости новым идеям, расцветом механистической философии и основанием Александрийской библиотеки в Птолемеевском Египте, тесно связанной с прилегающим музеем. В отличие от обычно безымянных изобретателей прошлых эпох, такие выдающиеся умы, как Архимед, Филон Византийский, Герон, Ктезибий и Архит, остались в памяти потомков. Древнее сельское хозяйство, как и в любой период до новой эры, являлось основным способом производства и обеспечения существования, а его методы орошения значительно продвинулись благодаря изобретению и широкому применению ряда ранее неизвестных устройств для подъема воды, таких как вертикальное водяное колесо, камерное колесо, водяная турбина, винт Архимеда, цепное ведро и горшок, силовой насос, всасывающий насос, поршневой насос двойного действия и, возможно, цепной насос. В музыке водный орган, изобретенный Ктезибием и впоследствии усовершенствованный, стал первым образцом клавишного инструмента. В области измерения времени внедрение приливных клепсидр и их механизация с помощью циферблата и стрелки, применение системы обратной связи и спускового механизма значительно превзошли более ранние отточные клепсидры. Инновации в механике включали в себя недавно разработанную прямоугольную шестерню, которая оказалась особенно важной для работы механических устройств. Эллинистические инженеры также создавали автоматы, такие как подвесные чернильницы, автоматические умывальники и двери, в основном как игрушки, однако они содержали новые полезные механизмы, такие как кулачок и карданный подвес. Механизм Антикитеры, своего рода аналоговый компьютер, работающий с дифференциальной передачей, и астролябия демонстрируют высокую степень развития астрономической науки. В других областях древнегреческие изобретения включают катапульту и гастрафет – арбалет, используемые в военном деле, литье бронзы в полостях в металлургии, диоптр для геодезии, в инфраструктуре – маяк, центральное отопление, туннель, прорытый с обоих концов с помощью научных расчетов, и судоходную канаву. В транспорте значительный прогресс был достигнут благодаря изобретению лебедки и одометра. Кроме того, были созданы новые техники и предметы: спиральные лестницы, цепной привод, штангенциркули и души.

Римская империя

Римская империя расширилась из Италии по всему Средиземноморскому региону между I веком до н.э. и I веком н.э. Самыми развитыми и экономически продуктивными провинциями за пределами Италии были восточные римские провинции на Балканах, в Малой Азии, Египте и Леванте, причём римский Египет, в особенности, являлся самой богатой римской провинцией за пределами Италии. Римская империя развила интенсивное и сложное сельское хозяйство, усовершенствовала существующие технологии обработки железа, создала законы, обеспечивающие индивидуальную собственность, продвинутые технологии каменной кладки, передовое дорожное строительство (превзойдённое лишь в XIX веке), военное и гражданское строительство, прядение и ткачество, а также различные машины, такие как галльский жнец, которые способствовали повышению производительности во многих секторах римской экономики. Римские инженеры первыми построили монументальные арки, амфитеатры, акведуки, общественные бани, настоящие арочные мосты, гавани, водохранилища и плотины, своды и купола в огромных масштабах по всей своей империи. К числу известных римских изобретений относятся книга (кодекс), стеклодувное производство и бетон. Благодаря расположению Рима на вулканическом полуострове, с песком, содержащим подходящие кристаллические зерна, бетон, разработанный римлянами, отличался особой прочностью. Некоторые из их зданий сохранились на протяжении 2000 лет и существуют до наших дней. В римском Египте изобретатель Герон Александрийский первым начал экспериментировать с механическим устройством, приводимым в движение ветром (см. Ветряное колесо Герона), и даже создал самое раннее паровое устройство (эолипиле), открыв новые возможности в использовании природных сил. Он также сконструировал торговый автомат. Однако его изобретения были преимущественно игрушками, а не практическими машинами.

Инки, майя и ацтеки

Инженерные навыки инков и майя были велики даже по современным стандартам. Примером этой исключительной инженерной мысли служит использование в их каменной кладке блоков весом более тонны, подогнанных друг к другу настолько плотно, что в щели не пролезет даже лезвие. В поселениях инков применялись ирригационные каналы и дренажные системы, что делало сельское хозяйство весьма эффективным. Хотя некоторые утверждают, что инки были первыми изобретателями гидропоники, их сельскохозяйственные технологии, несмотря на развитость, все же основывались на почве. Цивилизация майя не использовала металлургию или колесо в своих архитектурных постройках, но разработала сложную письменность и астрономические системы, а также создавала прекрасные скульптуры из камня и кремня. Как и инки, майя владели достаточно передовыми сельскохозяйственными и строительными технологиями. Майя также создали первую в Мезоамерике систему подачи воды под давлением, расположенную на археологическом объекте Паленке. Главным достижением правления ацтеков стала система коммуникаций между завоеванными городами и широкое распространение изобретательной сельскохозяйственной технологии чинампа. В Мезоамерике, где отсутствовали тягловые животные для транспортировки (а следовательно, и колесные транспортные средства), дороги проектировались для передвижения пешком, как это было и в цивилизациях инков и майя. Ацтеки, вслед за майя, унаследовали многие технологии и интеллектуальные достижения своих предшественников – ольмеков (см. Индейские изобретения и инновации).

Средневековье и раннее новое время

Одним из самых значительных достижений средневековья стало развитие экономики, в которой энергия воды и ветра играла более важную роль, чем мускульная сила людей и животных. Большая часть энергии воды и ветра использовалась для помола зерна. Водную энергию также применяли для подачи воздуха в доменные печи, для обработки тряпок при производстве бумаги и для валяния шерсти. В «Книге Страшного суда» 1086 года было зафиксировано 5624 водяных мельницы в Великобритании, то есть примерно одна на тридцать семей. Совершенствовались методы животноводства, орошения и земледелия с использованием новых технологий, таких как ветряная мельница. Эти изменения значительно повысили продуктивность сельского хозяйства, поддерживая рост населения, урбанизацию и социальную стратификацию. Инженеры мусульманского мира широко использовали гидроэнергию, а также ранние формы приливной энергии, энергии ветра, ископаемого топлива, такого как нефть, и крупных производственных комплексов (тираз в арабском языке). В исламском мире использовались различные промышленные мельницы, включая мельницы для валки ткани, зернодробилки, шелушильные машины, пилорамы, судовые мельницы, дробилки, сталелитейные мельницы и приливные мельницы. К XI веку такие промышленные мельницы действовали во всех провинциях исламского мира. Мусульманские инженеры также использовали водяные турбины и зубчатые передачи в мельницах и насосах для подъема воды, а также первыми стали использовать плотины как источник энергии воды, для увеличения мощности водяных мельниц и насосов. Многие из этих технологий были переданы в средневековую Европу. Ветряные машины для помола зерна и перекачки воды – ветряные мельницы и ветряные насосы – впервые появились в районе современного Ирана, Афганистана и Пакистана к IX веку. Они использовались для помола зерна и подъема воды, а также в зерноперерабатывающей и сахарной промышленности. Сахарные мельницы впервые появились в средневековом исламском мире. Сначала они приводились в движение водяными мельницами, а затем ветряными мельницами в IX и X веках на территории современного Афганистана, Пакистана и Ирана. Через Аль-Андалус в Европу были завезены такие культуры, как миндаль и цитрусовые, и постепенно началось выращивание сахара по всей Европе. Арабские купцы доминировали в торговле в Индийском океане до прибытия португальцев в XVI веке. Мусульманский мир перенял технологию изготовления бумаги у Китая. Знания о порохе также были переданы из Китая преимущественно через исламские страны, где были разработаны формулы для получения чистого нитрата калия. Прядильное колесо было изобретено в исламском мире в начале XI века. Позже оно широко распространилось в Европе, где было адаптировано в прядильную машину Дженни, ключевое устройство во время промышленной революции. Кривошип был изобретен Аль-Джазари в 1206 году и является центральным элементом современных машин, таких как паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания и автоматическое управление. Распределительный вал также был впервые описан Аль-Джазари в 1206 году. Ранние программируемые машины также были изобретены в мусульманском мире. Первым музыкальным секвенсором, программируемым музыкальным инструментом, был автоматический флейтофон, изобретенный братьями Бану Муса, описанный в их «Книге гениальных устройств» в IX веке. В 1206 году Аль-Джазари изобрел программируемых автоматов/роботов. Он описал четырех музыкантов-автоматов, включая двух барабанщиков, управляемых программируемой барабанной машиной, которая могла заставлять барабанщика играть разные ритмы и барабанные паттерны. Замковые часы, гидроэнергетические механические астрономические часы, изобретенные Аль-Джазари, были ранним программируемым аналоговым компьютером. В Османской империи практичная импульсная паровая турбина была изобретена в 1551 году Таки ад-Дином Мухаммедом ибн Ма'руфом в Османском Египте. Он описал способ вращения вертела с помощью струи пара, направленной на вращающиеся лопасти по периметру колеса. Позже, в 1648 году, Джон Уилкинс описал аналогичное устройство для вращения вертела, известное как паровой привод.

Средневековая Европа

В то время как средневековые технологии долгое время изображались как шаг назад в эволюции западных технологий, поколение медиевистов (таких как американский историк науки Линн Уайт) с 1940-х годов подчеркивало новаторский характер многих средневековых техник. Подлинные средневековые достижения включают, например, механические часы, очки и вертикальные ветряные мельницы. Средневековая изобретательность также проявилась в создании, казалось бы, незначительных предметов, таких как водяные знаки или функциональные пуговицы. В области навигации фундамент для последующей эпохи великих географических открытий был заложен благодаря внедрению рулевых устройств на штифтах и петлях, латинских парусов, сухого компаса, подков и астролябии. Значительный прогресс был достигнут и в военной технике с разработкой пластинчатых доспехов, стальных арбалетов и пушек. Средние века, пожалуй, наиболее известны своим архитектурным наследием: изобретение нервюрного свода и стрельчатой арки привело к появлению высокоготического стиля, а повсеместные средневековые укрепления дали эпохе почти пословичное название «эпохи замков». Производство бумаги, китайская технология II века, было распространено на Ближний Восток, когда в VIII веке группа китайских мастеров-бумагоделов была взята в плен. Технология производства бумаги распространилась в Европу в результате завоевания Испании Омейядами. В XII веке на Сицилии была основана бумажная фабрика. В Европе волокно для производства бумажной массы получали из льняных и хлопчатобумажных тряпок. Линн Таунсенд Уайт-младший считал, что прядильное колесо способствовало увеличению запасов тряпок, что привело к удешевлению бумаги и стало фактором развития книгопечатания.

Технология эпохи Возрождения

До развития современной инженерии математика использовалась ремесленниками и мастерами, такими как мельничники, часовщики, изготовители инструментов и геодезисты. Помимо этих профессий, университеты, как считалось, не имели существенного практического значения для технологий. Среди механических устройств, приводимых в действие водой, были дробильные мельницы для руды, кузнечные молоты, меха для доменных печей и всасывающие насосы. Благодаря отливке пушек, доменная печь получила широкое распространение во Франции в середине XV века. Доменные печи использовались в Китае с IV века до нашей эры. Изобретение подвижного литья металлического шрифта для печатного станка, прессующий механизм которого был адаптирован от оливкового винтового пресса (ок. 1441 г.), привело к значительному увеличению количества книг и издаваемых названий. Подвижный керамический шрифт использовался в Китае на протяжении нескольких столетий, а печать с деревянных форм – еще раньше. Эпоха ознаменована глубокими техническими достижениями, такими как линейная перспектива, купола двойной оболочки или бастионные крепости. Записные книжки инженеров-художников эпохи Возрождения, таких как Таккола и Леонардо да Винчи, дают глубокое понимание тогдашних известных и применяемых механических технологий. Архитекторы и инженеры вдохновлялись сооружениями Древнего Рима, и такие люди, как Брунеллески, создали большой купол Флорентийского собора в результате этого. Ему был выдан один из первых патентов, чтобы защитить гениальный кран, который он спроектировал для подъема больших каменных блоков на вершину сооружения. Военная техника быстро развивалась благодаря широкому использованию арбалетов и все более мощной артиллерии, поскольку итальянские города-государства часто находились в конфликте друг с другом. Влиятельные семьи, такие как Медичи, были щедрыми покровителями искусства и науки. Наука эпохи Возрождения положила начало научной революции; наука и технология вступили в цикл взаимного прогресса.

Эпоха исследований

Усовершенствованный парусный корабль, нау или каррака, сделал возможной эпоху Великих географических открытий и европейскую колонизацию Америки, воплощенную в «Новой Атлантиде» Фрэнсиса Бэкона. Пионеры, такие как Васко да Гама, Кабрал, Магеллан и Христофор Колумб, исследовали мир в поисках новых торговых путей для своих товаров и установления контактов с Африкой, Индией и Китаем, чтобы сократить путь по сравнению с традиционными сухопутными маршрутами. Они создавали новые карты и морские лоции, которые позволяли последующим мореплавателям исследовать дальше с большей уверенностью. Однако навигация оставалась сложной задачей из-за проблемы определения долготы и отсутствия точных хронометров. Европейские державы заново открыли для себя идею гражданского кодекса, утраченную со времен Древней Греции.

Предпромышленная революция

В 1598 году был изобретен вязальный станок, который увеличил количество петель, связанных вручную за минуту, со 100 до 1000. Шахты становились все глубже, и их откачка воды обходилась дорого, используя насосы с ковшами и цепями, приводимые в движение лошадьми, и деревянные поршневые насосы. На некоторых шахтах использовалось до 500 лошадей. Насосы, приводимые в движение лошадьми, были заменены паровым насосом Савери (1698) и паровой машиной Ньюкомена (1712).

Промышленная революция (1760-1830-е годы)

Революция была вызвана дешевой энергией в виде угля, производимого во все возрастающих объемах из обильных ресурсов Британии. Британская промышленная революция характеризуется развитием в области текстильного машиностроения, горнодобывающей промышленности, металлургии, транспорта и изобретением станков. До изобретения машин для прядения и ткачества ткани, пряжа производилась с помощью прядильного колеса, а ткачество – на ручном и ножном ткацком станке. Для обеспечения работы одного ткача требовалось от трех до пяти прядильщиков. Изобретение летающего челнока в 1733 году удвоило производительность ткачей, создав дефицит прядильщиков. Прядильная рама для шерсти была изобретена в 1738 году. Прядильная машина «Дженни», изобретенная в 1764 году, использовала несколько прядильных колес, однако производила нить низкого качества. Водяная рама, запатентованная Ричардом Аркрайтом в 1767 году, производила нить лучшего качества, чем «Дженни». Прядильный муль, запатентованный Сэмюэлем Кромптоном в 1779 году, производил высококачественную нить. Уголь, переработанный в кокс, обеспечивал работу высокотемпературных доменных печей и производил чугун в гораздо больших количествах, чем ранее, что позволило создавать различные конструкции, такие как Железный мост. Дешевый уголь означал, что промышленность больше не ограничивалась водными ресурсами, приводящими в движение мельницы, хотя вода продолжала оставаться ценным источником энергии. Паровая машина помогала откачивать воду из шахт, что обеспечивало доступ к большим запасам угля и увеличивало его добычу. Разработка паровой машины высокого давления сделала возможным создание локомотивов, что привело к транспортной революции. Паровой двигатель, существовавший с начала XVIII века, получил практическое применение как в пароходном, так и в железнодорожном транспорте. Ливерпульская и Манчестерская железная дорога, первая специально построенная железнодорожная линия, открылась в 1830 году, а одним из первых рабочих локомотивов на ней был локомотив «Rocket» Роберта Стивенсона. Производство судовых шкивов полностью на металлических машинах на Portsmouth Block Mills в 1803 году положило начало эпохе устойчивого массового производства. Инженеры начали использовать станки для изготовления деталей в первом десятилетии века, в частности, Ричард Робертс и Джозеф Уитворт. Разработка взаимозаменяемых деталей, известная сегодня как американская система производства, началась в оружейной промышленности на федеральных арсеналах США в начале XIX века и получила широкое распространение к концу века. До эпохи Просвещения мало что было сделано в области водоснабжения и санитарии, а инженерные навыки римлян в значительной степени игнорировались по всей Европе. Первое задокументированное использование песчаных фильтров для очистки водоснабжения датируется 1804 годом, когда владелец отбеливающей фабрики в Пейсли, Шотландия, Джон Гибб, установил экспериментальный фильтр, продавая свой излишек публике. Первый в мире очищенный водопровод был установлен инженером Джеймсом Симпсоном для компании Chelsea Waterworks в Лондоне в 1829 году. Первый водопроводный кран с винтовым механизмом был запатентован в 1845 году компанией Guest and Chrimes, латунной литейной компанией в Ротерхэме. Практика очистки воды вскоре стала общепринятой, и преимущества системы стали очевидны после исследований врача Джона Сноу во время вспышки холеры на Брод-стрит в 1854 году, которые продемонстрировали роль водоснабжения в распространении эпидемии холеры.

Вторая промышленная революция (1860-е годы 1914)

В XIX веке произошли поразительные изменения в области транспорта, строительства, производства и коммуникационных технологий, зародившиеся в Европе. После рецессии в конце 1830-х годов и общего замедления темпов крупных изобретений, Вторая промышленная революция стала периодом стремительных инноваций и индустриализации, начавшимся в 1860-х или около 1870 года и продолжавшимся до Первой мировой войны. Она включала в себя быстрое развитие химических, электрических, нефтяных и сталелитейных технологий, связанных с целенаправленными технологическими исследованиями. В XIX веке телеграф стал практической технологией, необходимой для безопасной работы железных дорог. Параллельно с развитием телеграфии был запатентован первый телефон. Март 1876 года ознаменовался официальной патентом Александром Грэмом Беллом его версии «электрического телеграфа». Хотя Белл известен как создатель телефона, вопрос о том, кто на самом деле разработал первую рабочую модель, до сих пор остается предметом споров. Благодаря усовершенствованиям вакуумных насосов и исследованиям материалов, лампы накаливания стали пригодными для широкого использования к концу 1870-х годов. Edison Electric Illuminating Company, компания, основанная Томасом Эдисоном при финансовой поддержке Спенсера Траска, построила и управляла первой электросетью. Электрификация была признана важнейшим техническим достижением XX века, поскольку она стала основой инфраструктуры современной цивилизации. Это изобретение оказало глубокое влияние на условия труда, поскольку фабрики теперь могли работать в две и даже три смены. Механизация производства обуви началась в середине XIX века. Массовое производство швейных машин и сельскохозяйственной техники, такой как жатки, осуществлялось в середине и конце XIX века. Велосипеды начали массово производиться с 1880-х годов. Броненосные военные корабли появились на поле боя, начиная с 1860-х годов, и сыграли роль в открытии Японии и Китая для торговли с Западом. В период с 1825 по 1840 год была изобретена технология фотографии. На протяжении большей части остальной части века многие инженеры и изобретатели пытались объединить ее с более древней техникой проекции, чтобы создать полную иллюзию или достоверную документацию реальности. Цветная фотография часто входила в эти планы, а изобретение фонографа в 1877 году казалось обещанием добавления синхронизированной звукозаписи. В период с 1887 по 1894 год были созданы первые успешные короткометражные кинематографические представления.

21 век

В начале XXI века ведутся исследования в области квантовых компьютеров, генной терапии (внедрённой в 1990 году), 3D-печати (внедрённой в 1981 году), нанотехнологий (внедрённых в 1985 году), биоинженерии/биотехнологий, ядерных технологий, передовых материалов (например, графена), гиперзвуковых двигателей и беспилотных летательных аппаратов (наряду с электромагнитными рельсотронами и высокоэнергетическими лазерными системами для военных целей), сверхпроводимости, мемристоров и экологически чистых технологий, таких как альтернативные виды топлива (например, топливные элементы, самоуправляемые электромобили и подключаемые гибридные автомобили), устройства дополненной реальности и носимой электроники, искусственного интеллекта, а также более эффективных и мощных светодиодов, солнечных батарей, интегральных схем, устройств беспроводной передачи энергии, двигателей и аккумуляторов. Большой адронный коллайдер, самая большая машина, когда-либо созданная, был построен в период с 1998 по 2008 год. Ожидается, что понимание физики частиц расширится благодаря более совершенным приборам, включая более крупные ускорители частиц, такие как LHC, и улучшенные детекторы нейтрино. Тёмную материю ищут с помощью подземных детекторов, а обсерватории, такие как LIGO, начали регистрировать гравитационные волны. Технологии генной инженерии продолжают совершенствоваться, и возрастает признание важности эпигенетики в процессах развития и наследственности. Разрабатываются новые технологии космических полётов и космические корабли, такие как Orion от Boeing и Dragon 2 от SpaceX. Создаются новые, более мощные космические телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, запущенный на орбиту в декабре 2021 года, и телескоп Colossus. Международная космическая станция была завершена в 2000-х годах, а NASA и ESA планируют пилотируемую миссию на Марс в 2030-х годах. Ракета с переменным удельным импульсом на магнитоплазменном двигателе (VASIMR) – это электромагнитный двигатель для космической тяги, испытания которого запланированы на 2015 год. Проект Breakthrough Initiatives планирует отправить первый в истории космический аппарат к другой звезде, состоящий из множества сверхлёгких чипов, работающих на электрической тяге, в 2030-х годах, и получить изображения системы Проксимы Центавра, а также, возможно, потенциально обитаемой планеты Проксимы Центавра b, к середине века. В 2004 году состоялся первый коммерческий суборбитальный полёт с экипажем, когда Майк Мелвилл 21 июня 2004 года пересек границу космоса.