El surgimiento y desarrollo de la tecnología de ingeniería.
Hace unos 6.000 o 4.000 años, la gente dominó gradualmente la tecnología de aumentar la temperatura del horno en la práctica de producción de cerámica. Más tarde, se descubrió cobre rojo natural en varias piedras utilizadas para fabricar herramientas de trabajo, y la humanidad descubrió por primera vez la fundición del cobre. La productividad generada por el uso de herramientas de bronce condujo finalmente a la desintegración de la sociedad primitiva y al surgimiento de la sociedad esclavista. La tecnología de ingeniería de este período, además de la conservación del agua en la construcción, la tecnología de la construcción también alcanzó un nivel muy alto. Las pirámides construidas en el antiguo Egipto y los exquisitos bronces de las dinastías Shang y Zhou de China marcaron una nueva altura en el desarrollo de la tecnología de ingeniería durante este período, y se acumuló una rica experiencia práctica en la tecnología de fundición de bronce. Gracias a la invención del fuelle, la tecnología de fundición de hierro surgió y se desarrolló gradualmente y apareció el primer hierro. La sustitución de herramientas de piedra por herramientas de hierro fue otro cambio importante en la tecnología de la ingeniería. La invención de la tecnología de fundición de hierro y el uso generalizado de herramientas de hierro fueron los logros científicos y tecnológicos más importantes de este período, que mejoraron enormemente la productividad laboral social. No sólo creó condiciones importantes para la transición de la sociedad esclavista a la sociedad feudal, sino que también se convirtió en la principal base técnica de toda la sociedad feudal.
Se puede observar que el desarrollo inicial de la tecnología de la ingeniería pasó por tres etapas históricas: sociedad primitiva, sociedad esclavista y sociedad feudal. Las características básicas de este período histórico son que la tecnología de ingeniería se encuentra principalmente en la etapa de materialización de la experiencia y la tecnología de producción es básicamente manual. Desde el surgimiento de las clases en la sociedad, la tecnología de la ingeniería se ha desarrollado en sociedades con antagonismos de clases. En este momento, fueron los esclavos, agricultores y artesanos quienes crearon riqueza material y acumularon experiencia en la producción. Su experiencia práctica fue la base del progreso tecnológico. Sin embargo, las principales herramientas de producción y riqueza social las poseían los propietarios de esclavos y terratenientes. El progreso de la tecnología de la ingeniería durante este período estuvo impulsado por la producción, por un lado, y profundamente influenciado por la clase social, por el otro. Sin embargo, el desarrollo de la producción y la acumulación de experiencia siguen siendo los motores fundamentales del progreso tecnológico. En general, el progreso en las primeras tecnologías de ingeniería fue bastante lento y los niveles de productividad bajos. Por un lado, se debe a la débil base técnica; por otro, a los propietarios de esclavos y a las clases terratenientes no les importan las mejoras tecnológicas. En una sociedad esclavista, los esclavos eran considerados herramientas vivientes. Utilizaban la destrucción y destrucción de herramientas laborales en la producción para resistir la cruel opresión de los dueños de esclavos. Para evitar daños a los esclavos, los dueños de esclavos solo usaban las herramientas más toscas, voluminosas e irrompibles con los esclavos. La clase terrateniente feudal sólo quiere extraer la sangre y el sudor de los agricultores mediante la renta de la tierra y diversos métodos de explotación extraeconómica. No les importa si las herramientas de producción agrícola se mejoran o no. Cuando las clases esclavistas y terratenientes declinaron, se volvieron más lujosas y utilizaron la violencia para reprimir a la gente, destruir la producción y estancar la economía, obstaculizando así gravemente el desarrollo de la tecnología de ingeniería. Marx señaló: "La base técnica de la industria moderna es revolucionaria, mientras que la base técnica de todos los modos de producción es conservadora. Los métodos de producción de la esclavitud y el feudalismo, debido a la naturaleza conservadora de su base técnica, no pueden existir por mucho tiempo". Con el tiempo, será inevitable que el nuevo método de producción caracterizado por la revolución continua en la tecnología de ingeniería derrote al antiguo método de producción. (1) Condiciones sociales para los cambios tecnológicos de ingeniería
La Revolución Industrial que comenzó en la década de 1860 fue la primera revolución tecnológica en la historia de la humanidad después del uso del hierro. Comenzó con la mecanización de la industria textil, marcada por la invención y el uso generalizado de la máquina de vapor, promoviendo así el surgimiento y desarrollo de la tecnología de ingeniería moderna.
La tecnología de ingeniería moderna surgió en la era de la revolución capitalista y se basó principalmente en la Revolución Industrial británica y la Revolución Burguesa Francesa.
En los anales de la historia, en la sociedad feudal, el desarrollo de la tecnología de la ingeniería contribuyó al surgimiento de la burguesía y la convirtió en la clase dominante de la nueva sociedad. Después de que la burguesía derrocó el sistema feudal, también impulsó un mayor desarrollo de la tecnología de la ingeniería. La burguesía necesita descubrimientos e invenciones científicas y tecnológicas, que están determinadas por la producción capitalista. La producción capitalista es producción de mercancías con el propósito de buscar plusvalía, y la competencia entre capitalistas es una ley inherente al modo de producción capitalista. Si los capitalistas quieren ganar dinero y derrotarse unos a otros en la competencia, deben expandir continuamente la escala de producción, mejorar constantemente las herramientas de producción y el equipo técnico, reemplazar el trabajo manual con producción mecánica y reemplazar las máquinas viejas por máquinas nuevas.
La Revolución Industrial británica que comenzó en el siglo XVIII fue el comienzo y la preparación para el gran desarrollo de la productividad bajo el sistema capitalista, promoviendo así la transformación de la tecnología de la ingeniería. Los cambios en la tecnología de la ingeniería comenzaron con las máquinas de trabajo de la industria textil del algodón. Debido a la fabricación de nuevas máquinas de trabajo, se hizo necesaria una revolución en las máquinas eléctricas y, en consecuencia, las transmisiones cambiaron.
(2) La invención y mejora de la máquina de vapor
La invención de la máquina de vapor se debió principalmente a las necesidades de la industria textil británica y la industria minera, pero sus aplicaciones técnicas son mucho más amplias. La primera máquina de vapor nació de un prototipo de tecnología desarrollado por Newcomen en el siglo XVIII. Más tarde, el artesano británico Watt utilizó las teorías del "calor específico" y del "calor latente" de Braque como guía para mejorar la máquina de vapor Newcomen, resolver el problema de las fugas de aire en los cilindros e inventó el condensador. Más tarde, inventó el regulador centrífugo y el volante, que mejoraron teórica y prácticamente la eficiencia de la máquina de vapor, haciendo de la máquina de vapor un motor adecuado para todos los sectores industriales. A partir de entonces, las máquinas de vapor fueron la principal fuente de energía para las máquinas en funcionamiento. Engels señaló: "El vapor y las nuevas máquinas-herramienta convirtieron la artesanía en una moderna gran industria, revolucionando así todos los cimientos de la sociedad burguesa".
La invención y mejora de la máquina de vapor fue el factor decisivo de la Revolución Industrial, aceleró enormemente el proceso de la Revolución Industrial de la producción manual a la producción mecánica y promovió un cambio integral en la tecnología de producción industrial. El barco de vapor (1807) y la locomotora de vapor (1817) se inventaron uno tras otro, revolucionando la industria del transporte. Al mismo tiempo, también se ha desarrollado enormemente la industria metalúrgica, especialmente la tecnología de fabricación de hierro y acero. El maquinista estadounidense Henry Mauds Lay (1771-1831) cambió todos los tornos antiguos por hierro en 1797 y creó un torno con un portaherramientas deslizante. Este fue un gran avance en la historia del desarrollo de las máquinas herramienta. A partir de entonces, durante el proceso de mecanizado, las personas no podían sujetar la herramienta directamente, sino que sólo podían manipular el portaherramientas. El torno puede procesar automáticamente cilindros o tornillos según dimensiones especificadas. Esta es una creación importante en la historia del desarrollo de la tecnología de procesamiento mecánico. Marcó la culminación de un salto cualitativo en el procesamiento de corte. Desde entonces, se han formado máquinas herramienta para cortar metales operadas mecánicamente, lo que ha permitido el rápido desarrollo de las máquinas herramienta y ha promovido una mayor mejora de las máquinas.
Aunque los inventos tecnológicos de este período satisficieron las necesidades del desarrollo de la producción capitalista, el desarrollo tecnológico de estos inventos en este período fue creado básicamente por la acumulación de experiencia de artesanos o ingenieros. Aunque estos inventos se ajustan a las leyes de la mecánica y la física, pocos científicos naturales participan y se guían conscientemente por teorías científicas, lo cual es similar a la naturaleza de las primeras tecnologías de ingeniería. Sin embargo, la clase dominante feudal de la época ignoró el desarrollo de las primeras tecnologías de ingeniería, mientras que la burguesía valoraba las invenciones tecnológicas. Ya en 1800, los capitalistas británicos establecieron un sistema de patentes para recompensar las invenciones tecnológicas. “Las consecuencias de la primera revolución tecnológica marcada por el uso generalizado de las máquinas de vapor, como señalaron Marx y Engels: La burguesía creó más fuerzas productivas en sus menos de 100 años de dominio de clase, superando las creadas por todas las generaciones anteriores. "Las máquinas de vapor y las máquinas de trabajo proporcionaron una base material y técnica sólida para la producción capitalista y se convirtieron en un arma poderosa para que el capitalismo derrotara al feudalismo y estableciera un modo de producción capitalista. La burguesía emergente concedió gran importancia a la ciencia y adoptó una serie de medidas que también promovieron eficazmente el desarrollo de las ciencias naturales durante este período. Nuevos experimentos, nuevos materiales, nuevas leyes y nuevas teorías están surgiendo como hongos después de una lluvia, la mecánica está más madura y la física molecular, el electromagnetismo, la química, la biología y las matemáticas han entrado en una nueva etapa en sus respectivos campos. Las ciencias naturales modernas, que comenzaron en la segunda mitad del siglo XV, se desarrollaron hasta el siglo XIX, desde la etapa de recolección de materiales hasta la etapa de organización de materiales, todas las ciencias estaban cerca de la perfección. Las ciencias naturales teóricas tienden a madurar, sentando las bases para la teorización y cientificización de la tecnología de la ingeniería. (1) Generación de motores y aplicación de energía eléctrica
La década de 1970 fue el comienzo de la era eléctrica. La aplicación de la electricidad es la segunda revolución tecnológica después de la máquina de vapor. Si bien esta revolución tecnológica es una nueva exigencia de energía en la gran industria, su surgimiento no proviene directamente de la producción, sino de experimentos científicos y resultados de investigaciones sobre fenómenos electromagnéticos. La electricidad y el magnetismo son fenómenos naturales descubiertos hace más de dos mil años, pero antes del siglo XIX se pensaba que no estaban relacionados. En el siglo XIX, el físico italiano Volta (1745-1827) fabricó la primera batería química práctica (1800). Oersted de Dinamarca descubrió el efecto magnético de la corriente eléctrica (1819) y la investigación sobre la electricidad y el magnetismo se desarrolló rápidamente. En 1831, Faraday, un trabajador británico convertido en científico, descubrió la ley de la inducción electromagnética, que es la base teórica de los generadores.
En 1832, Pixie construyó un generador con imanes permanentes como rotor basado en la ley de la inducción electromagnética. Más tarde, entre 1840 y 1865, se fabricó un motor electromagnético que los trabajadores de galvanoplastia utilizaron muchas veces para mejorar el rotor y el estator. En 1867, Siemens de Alemania fabricó por primera vez un generador de CC autoexcitado, que utilizaba la corriente generada por el propio generador para impulsar un potente electroimán. La eficiencia era mucho mayor que la de las primeras máquinas electromagnéticas. Más tarde, en 1870, Gram inventó el rotor de anillos, y en 0872, Altenik de Alemania inventó el rotor de tambor. Los generadores entraron en la etapa práctica y se fabricaron motores eléctricos con valor práctico. A partir de ese momento, la electricidad se utilizó en sustitución de la energía del vapor. En la década de 1980 se resolvió el problema de las transmisiones a larga distancia.
Desde la fabricación de prácticos generadores y motores eléctricos hasta el éxito tecnológico de las redes de distribución y la transmisión a larga distancia, la industria de la energía eléctrica comenzó a establecerse, marcando el comienzo de una nueva era de electrificación. En 1844, el americano Morse (1791-1872) inventó el telégrafo. En 1876, Bell inventó el teléfono en Estados Unidos. La aparición de la tecnología inalámbrica a finales del siglo XIX añadió una herramienta de comunicación más potente al ya ampliamente utilizado telégrafo y teléfono por cable. De esta manera, ha surgido en la historia de la humanidad la civilización material moderna basada en la electricidad, que se utiliza ampliamente en diversos campos de la producción social y la vida social, como la electricidad, la iluminación y las comunicaciones. La aplicación de la electricidad ha cambiado enormemente toda la producción industrial. La productividad social creada por la electricidad es mucho mayor que la de la era del vapor.
Desde el desarrollo de experimentos y teorías electromagnéticas hasta el surgimiento de la era eléctrica, ilustra vívidamente que una vez que la ciencia entra en una etapa relativamente madura, no solo puede promover directamente el desarrollo de la producción, sino también mantenerse a la vanguardia. de producción y desempeñar un papel de orientación. La tecnología de la ingeniería ha pasado de una etapa dominada por la experiencia y las habilidades de los trabajadores a una etapa caracterizada por la aplicación de la ciencia a la producción industrial. Este es un nuevo comienzo en la relación entre ciencia y producción.
(B) La invención y uso del motor de combustión interna
Con el desarrollo de la industria capitalista, las máquinas de vapor ya no pueden satisfacer las necesidades de energía. La investigación para mejorar la eficiencia de los motores térmicos y la termodinámica condujo a la invención del motor de combustión interna. A finales del siglo XIX, después de que el científico alemán Otto creara un motor de gas, también inventó un motor de gasolina y un motor de petróleo pesado. El motor diésel alemán de 1892 utilizó combustible de baja calidad para crear un motor de combustión interna de encendido automático de alta compresión, lo que lo convirtió en una máquina de potencia práctica. Si los generadores fueron inicialmente beneficiosos para la industria urbana, la invención y aplicación del motor de combustión interna condujeron a una importante revolución en la tecnología de producción agrícola. El uso de tractores impulsó la producción a gran escala de maquinaria agrícola y el proceso de mecanización agrícola. La invención del motor de combustión interna desarrolló la industria de fabricación de automóviles. El uso generalizado del automóvil y la construcción de redes de carreteras han fortalecido enormemente la conexión entre la producción y la sociedad. El desarrollo de la industria y las ciudades a gran escala ha roto el aislamiento de las zonas rurales y los automóviles se han convertido en un importante medio de transporte.
En 1913, la Ford Motor Factory de Estados Unidos utilizó máquinas herramienta especiales para producir automóviles como medio de transporte de forma especializada, estandarizada y ágil. Ha mejorado enormemente el proceso de producción y es el pionero de la producción moderna. La invención y aplicación del motor de combustión interna también cambió la situación del transporte ferroviario y se convirtió en una poderosa fuerza impulsora para diversos transportes. Más importante aún, en 1903, el primer avión de la humanidad estaba equipado con un motor de gasolina y voló hacia el cielo. La fantasía de miles de años de la humanidad finalmente se hizo realidad.
En resumen, el rápido desarrollo de la tecnología de producción de motores eléctricos y de combustión interna no solo provocó el surgimiento de la industria a gran escala, sino que también cambió en gran medida el atraso de la sociedad y aceleró el proceso de desarrollo histórico. En las décadas de 1940 y 1950 surgió la tercera revolución tecnológica, marcada principalmente por la industria de la energía atómica, las computadoras y la tecnología espacial. El contenido de esta revolución tecnológica es más rico que el de las dos revoluciones tecnológicas anteriores y su impacto es de mayor alcance. También incluye el control automático, la teledetección, el láser, los materiales sintéticos y otras tecnologías, y al mismo tiempo produce nuevas teorías básicas integrales: cibernética, teoría de la información, teoría de sistemas, etc.
(1) Desarrollo y utilización de la energía atómica
El desarrollo y utilización de la energía atómica es una frontera tecnológica que se ha desarrollado rápidamente en los últimos treinta años. Desde la década de 1930, debido al desarrollo de la industria de la energía eléctrica y la radio, la invención de multiplicadores de alto voltaje, aceleradores electrostáticos y ciclotrones capaces de generar 600.000 voltios han supuesto grandes avances en los experimentos de reacción nuclear. Ya en 1922, el científico británico Aston predijo claramente que en el futuro la energía contenida en los núcleos atómicos podría utilizarse para alimentar fábricas o fabricar bombas nucleares. En 1932, el núcleo atómico fue modificado por un acelerador y ese mismo año se descubrió el neutrón. Se utilizan inmediatamente como proyectiles para permitir reacciones nucleares. En 1933, los alemanes Hahn, Strassmann y otros descubrieron que bombardeando núcleos de uranio con neutrones se podía dividir el núcleo de uranio en dos partes y liberar energía al mismo tiempo, lo que se llama energía atómica. El experimento confirmó la posibilidad práctica de aprovechar la energía atómica y estimó cuánta energía podría liberar un gramo de uranio en la fisión. El descubrimiento de la fisión nuclear del uranio abrió una nueva era en la utilización de la energía atómica.
Fue en vísperas de la Segunda Guerra Mundial. Las necesidades urgentes de la guerra y el ejército estimularon a varios países a recurrir inmediatamente a la investigación sobre el uso práctico de la energía atómica en asuntos militares. En 1945, Estados Unidos utilizó uranio 235 y plutonio 239 para crear una bomba atómica con un dispositivo explosivo de reacción en cadena de neutrones rápidos. Como fuente de energía industrial, la energía atómica se encontraba sólo en la etapa experimental y exploratoria en los años cincuenta. No fue hasta los años setenta que se promovió y aplicó la tecnología de generación de energía atómica. Además, para satisfacer las necesidades del desarrollo de la tecnología aeroespacial, se han logrado avances importantes en la miniaturización de los reactores nucleares.
(2) La aparición y desarrollo de las computadoras electrónicas
Las computadoras electrónicas generalmente se refieren a computadoras electrónicas con programas almacenados digitales. Es un dispositivo electrónico que puede calcular datos automáticamente y procesar información a alta velocidad. Las computadoras electrónicas se desarrollaron originalmente para necesidades militares. Durante la Segunda Guerra Mundial surgieron los aviones a reacción de alta velocidad y los misiles. El radar puede encontrar objetivos, pero sin herramientas informáticas rápidas para calcular la balística y controlar la potencia de fuego antiaérea, el rendimiento del radar de defensa aérea no tiene sentido, y es bajo estas circunstancias que surgieron las computadoras electrónicas.
En la actualidad, las computadoras electrónicas se están desarrollando hacia la gigantización, la miniaturización, la creación de redes y la simulación inteligente. La aplicación generalizada de computadoras electrónicas en el control automático ha contribuido a la rápida automatización de la producción industrial y la tecnología de ingeniería.
A principios de la década de 1950, las computadoras electrónicas se utilizaron en aviones a reacción y luego en armas estratégicas, como misiles, y para lanzar satélites. Con el desarrollo de la tecnología informática, especialmente la aparición de una gran cantidad de microcomputadoras, el uso de computadoras electrónicas para el control automático se está generalizando cada vez más. En los sectores aeroespacial, de producción industrial, de transporte y comercial, se han establecido diversas máquinas automáticas, instrumentos automatizados, fábricas y talleres automatizados, lo que ha dado como resultado sistemas de automatización a gran escala. No solo ahorra mano de obra, mejora la productividad laboral y permite que las fábricas y empresas experimenten una transformación tecnológica fundamental, sino que también crea robots con cierta inteligencia humana que pueden realizar producción y datos automatizados en lugares como el fondo marino y las montañas donde los humanos no pueden trabajar ni vivir. . recopilación. Y utilizar las condiciones especiales del espacio para establecer laboratorios y fábricas espaciales automatizados. Las computadoras electrónicas también se utilizan ampliamente en economía, ejército, transporte, investigación científica, cultura y educación, atención médica, información científica y tecnológica y gestión de bibliotecas. La tecnología informática electrónica es esencialmente diferente de las tecnologías anteriores porque provoca la liberación de la inteligencia y el pensamiento humanos, es decir, el trabajo mental. El desarrollo de la tecnología de la información moderna con las computadoras como medio básico es otra revolución tecnológica importante en la historia de la humanidad. Está afectando cada vez más la transformación de la producción, la economía, la ciencia y la vida social humanas modernas.
(C) El nacimiento de la tecnología espacial
La ciencia y la tecnología espaciales son una ciencia y tecnología independientes que se formaron gradualmente en la década de 1950. Es una ciencia y tecnología integrales que rodean el desarrollo, lanzamiento y aplicación de satélites artificiales (incluidas las naves espaciales). La ciencia y la tecnología aeroespaciales son un indicador importante del nivel de desarrollo científico y tecnológico de un país. En la actualidad, la tecnología satelital ha llegado a la etapa práctica y se utilizan muchos tipos de satélites, incluidos satélites de reconocimiento, satélites de recursos terrestres, satélites meteorológicos, satélites de comunicaciones, satélites científicos, etc. La ciencia y la tecnología espaciales se han utilizado ampliamente en muchos aspectos de la economía militar, la economía nacional y la investigación científica, ingresando a un espacio infinitamente vasto, expandiendo así los horizontes de las personas y abriendo un mundo nuevo para que la humanidad comprenda y transforme la naturaleza.
En resumen, la tecnología de la ingeniería ha experimentado tres revoluciones tecnológicas que marcaron época desde su nacimiento. La primera revolución tecnológica, marcada por la aplicación generalizada de las máquinas de vapor, jugó un papel muy importante en el desarrollo de la productividad. La segunda revolución tecnológica, marcada por la aplicación generalizada de la electricidad, ha provocado profundos cambios revolucionarios en el campo de la producción, ha desarrollado enormemente la productividad social, ha mejorado enormemente la productividad laboral y ha promovido el progreso de la civilización material humana. La tercera revolución tecnológica, marcada por la utilización de la energía atómica, las computadoras electrónicas y la tecnología espacial, ha integrado más estrechamente la producción socializada a gran escala con la ciencia y la tecnología modernas, lo que ha dado lugar a cambios más profundos en la escala de producción y los objetos de trabajo. y en la sociedad La productividad y la productividad laboral se han desarrollado más rápidamente y han aumentado significativamente. Actualmente la gente está trabajando arduamente para realizar la cuarta revolución tecnológica alrededor del año 2000. Esta revolución se centrará en la electrónica y estará marcada por nuevos avances en energía, materiales e ingeniería genética. Podemos esperar que para entonces la capacidad de los seres humanos para comprender y transformar la naturaleza haya mejorado considerablemente. El rápido desarrollo de la productividad social tendrá un impacto más profundo en todos los aspectos de la vida social y también liberará la fuerza física y la inteligencia humanas.
La historia del desarrollo de la tecnología de la ingeniería muestra que su desarrollo está fuertemente influenciado por la producción, la ciencia, las relaciones de producción y la superestructura. Sin embargo, una vez que se logren avances importantes en la tecnología de ingeniería, traerán prosperidad al desarrollo económico. La práctica nos dice que confiar únicamente en el progreso tecnológico es la forma fundamental de promover el rápido desarrollo de la productividad social. En la actualidad, el nivel científico y tecnológico de un país y su capacidad para utilizar la ciencia y la tecnología se han convertido cada vez más en un símbolo extremadamente importante para medir la fuerza nacional (incluida la fuerza económica y la fuerza de defensa nacional). Cualquier país, independientemente de sus condiciones nacionales y su sistema social, no podrá lograr un desarrollo económico acelerado si no concede importancia a la promoción y aplicación de la ciencia, la tecnología y los resultados de la investigación científica. Para realizar las cuatro modernizaciones del socialismo, China también debe confiar en la ciencia y la tecnología, prestando especial atención a la investigación y aplicación de la tecnología aplicada y la tecnología de producción. Por lo tanto, China debe desarrollar la ciencia y la tecnología de la ingeniería para realizar las cuatro modernizaciones, porque la ciencia y la tecnología de la ingeniería son la clave para desarrollar la industria, aumentar la producción, mejorar la calidad de los productos y reducir los costos. La experiencia de los países industrializados lo ha demostrado y merece nuestra cuidadosa referencia.