Промышленная революция XVIII–XIX вв. Научные открытия и технические изобретения

 

1 Промышленная революция XVIII–XIX вв. Научные открытия и технические изобретения. Дж. Уатт, Р. Треветик, Дж. Стефенсон, Р. Фултон и др.

 

Промы́шленная револю́ция— это переход от ручного труда к машинному, от мануфактуры к фабрике; переход от преимущественно аграрной экономики к индустриальному производству, в результате которого происходит трансформация аграрного общества в индустриальное. Промышленный переворот происходил в разных странах не одновременно, но в целом можно считать, что период, когда происходили эти изменения, начинался от второй половины XVIII века и продолжался в течение XIX века. Характерной чертой промышленной революции является стремительный рост производительных сил на базе крупной машинной индустрии и утверждение капитализма в качестве господствующей мировой системы хозяйства.

Промышленная революция связана не просто с началом массового применения машин, но и с изменением всей структуры общества. Она сопровождалась резким повышением производительности труда, быстрой урбанизацией, началом быстрого экономического роста (до этого экономический рост, как правило, был заметен лишь в масштабах столетий), исторически быстрым увеличением жизненного уровня населения. Промышленная революция позволила на протяжении жизни всего лишь 3—5 поколений перейти от аграрного общества (где большинство населения вело натуральное хозяйство) к индустриальному.

Промышленная  революция началась в Великобритании в последней трети XVIII века и приняла в первой половине XIX века всеобъемлющий характер, охватив затем и другие страны Европы и Америки.

Существует  мнение, что вывоз капитала из зарубежных британских колоний явился одним из источников накопления капиталов в метрополии, способствовавшим промышленной революции в Великобритании и выводу этой страны в лидеры мирового промышленного развития. В то же время, аналогичная ситуация в других странах (например, Испании, Португалии) не привела к ускорению экономического развития. Кроме того, промышленность успешно развивалась в ряде стран, не имевших колоний, например, в Швеции, Пруссии, США.

Как полагает нобелевский лауреат по экономике Джон Хикс, главными факторами промышленной революции в Англии были следующие:

• формирование институтов, защищающих частную собственность и контрактные обязательства, в частности, независимой и эффективной судебной системы;
• высокий уровень развития торговли;
• формирование рынка факторов производства, в первую очередь рынка земли (то есть торговля землёй стала свободной и была освобождена от феодальных ограничений);
• широкое применение наёмного труда и невозможность использования принудительного труда в широких масштабах;
• развитость финансовых рынков и низкий уровень ссудного процента;
• развитие науки.

При этом он не переоценивает значение технических изобретений: «Промышленная революция произошла бы и без Кромптона и Аркрайта и была бы, особенно на поздних стадиях, такой же, какая имела место в действительности».

Несколько иной взгляд на причины  Промышленной революции был выработан  в трудах экономических историков: Иммануила Валлерстайна, Кристофера Хилла, Чарльза Уилсона, Ж.Бержье и др., — которые анализировали ход индустриализации Западной Европы и других стран в XVIII—XIX вв. на базе конкретных фактов, имевшихся в их распоряжении. По их мнению, ключевую роль в ускорении промышленного роста Англии в XVIII веке сыграла система протекционизма, введенная в 1690-е годы и усиленная дополнительными протекционистскими мерами к середине XVIII в. Именно она обеспечила быстрое развитие английской промышленности, несмотря на конкуренцию со стороны более сильной в то время голландской промышленности, а также обеспечила развитие промышленности Пруссии, Австрии и Швеции, где тоже были введены протекционистские системы.

Значительно меньшую или совсем незначительную роль в этом процессе, по их мнению, сыграли факторы, связанные с деньгами и наличием капитала. Исследования историков показали, что в подавляющем большинстве промышленные предприятия в период 1700—1850 гг. основывались представителями среднего класса (крестьянами, торговцами, ремесленниками), которые не прибегали ни к каким внешним источникам финансирования, а развивались за счет собственных средств или денег, взятых у родственников/знакомых.

Среди других факторов, выделяемых экономическими историками, способствовать Промышленной революции могли также:

• борьба с монополиями и обеспечение реальной свободы предпринимательства (в Англии особенно активно эти меры проводились в период с 1688 г. по 1724 г. и после 1746 г.);
• заключение негласного общественного договора между бизнесом и обществом, гарантировавшего, что они будут придерживаться определенных правил поведения, уважая права и бизнеса, и общества.

Успех промышленной революции в Великобритании был основан на нескольких инновациях, появившихся к концу XVIII в.:

• Текстильная промышленность — прядение нити из хлопка на прядильных машинах Р.Аркрайта (1769), Дж. Харгрейвза и С. Кромптона. Впоследствии сходные технологии были применены для прядения нити из шерсти и льна.
• Паровой двигатель — изобретенная Дж. Уаттом и запатентованная им в 1775 г. паровая машина первоначально использовалась в шахтах для откачивания воды. Но уже в 1780-х она нашла применение в некоторых других механизмах, заменяя гидроэнергию там, где она была недоступна.
• Металлургия — в чёрной металлургии кокс пришел на смену древесному углю, так же, как ранее он уже использовался при производстве свинца и меди. Теперь кокс использовали не только при изготовлении передельного чугуна в доменных печах, но и для получения ковкого чугуна, в том числе при пудлинговании, изобретенном Генри Кортом в 1783—1784 годах.

Начало промышленной революции связывают с изобретением эффективного парового двигателя в Великобритании во второй половине XVII века. Хотя само по себе подобное изобретение вряд ли бы что-то дало (необходимые технические решения были известны и раньше), но в тот период английское общество было подготовлено к использованию инноваций в широких масштабах. Это было связано с тем, что Англия к тому времени перешла от статичного традиционного общества к обществу с развитыми рыночными отношениями и активным предпринимательским классом. Кроме того, Англия располагала достаточными финансовыми ресурсами (так как была мировым торговым лидером и владела колониями), воспитанным в традициях протестантской трудовой этики населением и либеральной политической системой, в которой государство не подавляло экономическую активность.

Первой  попыткой использования парового двигателя  в промышленности считается водяной  насос Томаса Севери, запатентованный в 1698 г. Но он не был успешным из-за частых взрывов бойлера и ограниченной мощности. Более совершенной была машина Томаса Ньюкомена, разработанная к 1712 г. По-видимому, Ньюкомен использовал ранее полученные экспериментальные данные Дени Папена, который изучал давление водяного пара на поршень в цилиндре и поначалу нагревание и охлаждение пара для возвращения поршня в исходное состояние производил вручную.

Схема паровой машины Ньюкомена

Насосы Ньюкомена нашли применение в Англии и других европейских  странах для откачивания воды из глубоких затопленных шахт, работы в которых без них производить было бы невозможно. К 1733 г. их было куплено 110, из которых 14 — на экспорт. Это были большие и дорогие машины, очень неэффективные по современным стандартам, но они себя окупали там, где добыча угля обходилась сравнительно дешево. С некоторыми усовершенствованиями их до 1800 г. произвели 1454 штуки, и они оставались в употреблении до начала XX века.

Наиболее  известная из ранних паровых машин  разработка Дж. Уатта была предложена в 1778 г. Уатт существенно усовершенствовал механизм, сделав его работу более стабильной. Одновременно мощность увеличилась примерно в пять раз, что дало 75 % экономию в себестоимости угля. Ещё более важные последствия имел тот факт, что на базе машины Уатта стало возможно преобразование поступательного движения поршня во вращательное, то есть двигатель теперь мог крутить колесо мельницы или фабричного станка. Уже к 1800 г. фирма Уатта и его компаньона Болтона произвела 496 таких механизмов, из которых только 164 использовались как насосы. Ещё 308 нашли применение на мельницах и фабриках, а 24 обслуживали доменные печи.

В 1810 г. в Англии насчитывалось 5 тыс. паровых машин, а в следующие 15 лет число их утроилось.

Паровая машина Дж. Уатта

Появление металлорежущих станков, таких как токарный, позволили упростить процесс изготовления металлических частей паровых машин и в дальнейшем создавать все более совершенные и для разнообразных целей. К началу XIX в. английский инженер Ричард Тревитик и американец Оливер Эванс совместили бойлер и двигатель в одном устройстве, что позволило далее использовать его для движения паровозов и пароходов.

Текстильная промышленность

Модель прядильной машины XVIII в. из музея Вупперталя, Германия

Ткацкая фабрика в городе Реддиш , Великобритания

В начале XVIII в. британская текстильная промышленность ещё была основана на обработке местной шерсти индивидуальными ремесленниками. Эта система называлась «коттеджной индустрией», так как работа выполнялась на дому, в небольших домиках-коттеджах, где проживали ремесленники со своими семьями. Требующее более тонкой обработки изготовление нитей из льна и хлопка в средневековой Англии широкого распространения не получило, поэтому текстиль из хлопка импортировали из Индии.

Изобретение в 1733 г. летучего челнока увеличило спрос на пряжу. В 1738 г. была создана машина, прявшая нить без участия человеческих рук, а в 1741 г. близ Бирмингема открылась фабрика, прядильную машину на которой приводил в движение ослик. Владельцы фабрики, Пол и Вятт, вскоре открыли новую фабрику близ Нортгемптона, оснащенную уже пятью прядильными машинами с полусотней челноков на каждой, которая работала до 1764 г. В 1771 г. в Кромфорде, Дербишир, начала работать прядильная фабрика Аркрайта, который поощрял изобретательство, и его машины были усовершенствованы, теперь они приводилась в движение водяным колесом. Кроме того, теперь кроме шерсти на новых машинах стало возможно обрабатывать и растительное волокно, импортируемое из Америки. К 1780 г. в Англии насчитывалось 20, а ещё через 10 лет — 150 прядильных фабрик и на многих из этих предприятий работало по 700—800 человек.

Затем водяное колесо начали заменять паровой машиной. В период с 1775 по 1800 г. заводы Уатта и Болтона в Сохо выпустили 84 паровые машины для хлопчатобумажных фабрик и 9 машин — для шерстяных фабрик. К середине XIX века ручное ткачество в Великобритании почти совершенно исчезло. В текстильной промышленности большую роль сыграл так называемый сельфактор, обеспечивший механизацию прядильных процессов.

Машиностроение

Токарный станок 1911 г.

 

В средневековой Европе изготовлением  механизмов занимались мастера часовых  дел и изготовители навигационных  и научных инструментов. Детали часовых механизмов даже использовали при изготовлении первых прядильных станков. Многие детали изготавливали из дерева плотники, поскольку металл был дорог и труден в обработке.

С появлением все возрастающего  спроса на металлические детали прядильных станков, паровых машин, а также сеялок и других механизмов, введенных в употребление в британском сельском хозяйстве с начала XVIII в., были изобретены токарные станки, а в первой половине XIX в. фрезерный и другие станки для металлообработки.

Среди других ремесел, требовавших высокоточной обработки металла, было изготовление замков. Одним из самых известных механиков, прославившихся в изготовлении замков, был Джозеф Брама. Его ученик Генри Модсли впоследствии работал для королевского флота и сооружал машины для производства шкивов и блоков. Это был один из первых примеров поточного производства со стандартизацией деталей.

Металлургия

Коулбрукдэйл ночью, Ф. Я. Лютербург Младший, 1801 г. 
Огни доменной печи в городе Коулбрукдейл

 

Увеличение числа машин вызвало  повышенную потребность в металле, и это потребовало развития металлургии. Главным достижением этой эпохи в металлургии была замена древесного угля, использовавшегося средневековыми кузнецами, на каменноугольный кокс. Его ввел в употребление в XVII в. Клемент Клерк и его мастера кузнечных дел и литья.

С 1709 г. в местечке Коулбрукдэйл Абрахам Дарби, основатель целой династии металлургов и кузнецов, использовал кокс для получения чугуна из руды в доменной печи. Из него поначалу делали лишь кухонную утварь, которая отличалась от работы конкурентов лишь тем, что её стенки были тоньше, а вес меньше. В 1750-х годах сын Дарби построил ещё несколько домен, и к этому времени его изделия были ещё и дешевле, чем изготовленные на древесном угле. В 1778 г. внук Дарби, Абрахам Дарби III, из своего литья построил в Шропшире знаменитый Железный мост, первый мост в Европе, полностью состоящий из металлических конструкций.

Железный мост, Шропшир, Великобритания

 

Для дальнейшего улучшения качества чугуна в 1784 г. Генри Корт разработал процесс пудлингования. Рост производства и улучшение качества английского металла к концу XVIII в. позволило Великобритании полностью отказаться от импорта шведского и российского железа. Развернулось сооружение каналов, позволявших перевозить уголь и металлы.