10 лучших изобретений промышленной революции

Британская промышленная революция изменила жизнь на работе и дома практически для всех. Шум, загрязнение окружающей среды, социальные потрясения и монотонная работа были платой за трудосберегающие машины, дешёвый и удобный транспорт, более доступные потребительские товары, лучшее освещение и отопление, а также более быстрые способы связи.

Любой краткий список изобретений наверняка будет далеко не полным, но внесённые в список изобретения не только важны сами по себе, они позволили совершить ещё больше изобретений, изменивших трудовую и повседневную жизнь человека.

Рассматриваемый период также важен, и здесь он взят с 1750 по 1860 год. С учетом этих критериев, 10 лучших изобретений промышленной революции это:

Паровой двигатель, который вырабатывал энергию за счёт расширения нагретой воды, часто называют самым важным изобретением промышленной революции, главным образом потому, что многие другие важные последующие изобретения использовали его в качестве источника энергии. Паровой двигатель родился из необходимости откачивать воду из затопленных шахтных стволов и обеспечивать более глубокую добычу. Первый паровой насос был изобретён Томасом Савери (1650-1715) в 1698 году. В 1712 году Томас Ньюкомен (1664-1729) усовершенствовал паровой насос для осушения угольных шахт в Дадли в Мидлендсе.

Чтобы сделать паровой двигатель более полезным для других целей, его нужно было сделать более эффективным как с точки зрения расхода топлива, так и мощности. Шотландские приборостроители Джеймс Уатт (1736-1819) и Мэтью Боултон (1728-1809) продолжали совершенствовать работу паровой машины, пока в 1778 году они не усовершенствовали отдельный конденсатор, чтобы значительно повысить эффективность двигателя.

Мощность двигателя также была преобразована в более универсальное вращательное движение с помощью маховика. Двигатель Уатта, использующий всего четверть топлива двигателя Ньюкомена, был достаточно дешёвым для того чтобы его можно было использовать практически где угодно. Паровые двигатели продолжали развиваться, в частности, благодаря паровому двигателю расширения, и они извлекали выгоду из всё более совершенных инструментов, при помощи которых делали всё более прочные и точные детали.

К 1800 году в Британии было более 2500 паровых двигателей, большинство из которых использовались в шахтах, на хлопчатобумажных фабриках и заводах. 500 из этих двигателей были изготовлены заводом «Watt and Boulton» в Бирмингеме. Это затронуло все сферы жизни. Паровые фонтаны, молотилки, насосы для сточных вод и печатные станки. По сути, любую работу, требующую толкания, вытягивания, подъёма или прессования, можно было бы сделать намного эффективнее с помощью паровых машин. Паровые двигатели использовались для поездов и пароходов, и, к счастью, всё это вызвало бум в угледобывающей промышленности, которая в первую очередь была источником топлива для машин.

Текстильная промышленность в период Британской промышленной революции была преобразована машинами. Машина удвоила скорость производства ткани это означало, что квалифицированные ткачи больше не нужны. Полностью автоматизированному станку требовался всего один рабочий. Впервые механический ткацкий станок был эффективно использован на фабриках, принадлежавших Ричарду Каркрайту (1732-1792). В 1809 году британское правительство наградило Картрайта 10 000 фунтов стерлингов в благодарность за значительный вклад, который его станок внёс в британскую промышленность. Другие изобретатели улучшили эффективность ткацкого станка Картрайта, например, Ричард Робертс (1789-1864), который в 1822 году создал более надежную железную версию. Текстильные фабрики повсюду стали оснащать ткацкими станками.

Распространение механического ткацкого станка означало, что изобретатели были вынуждены создавать более совершенные прядильные машины, чтобы обеспечить достаточное количество пряжи для ненасытных ткацких станков. Операторам станков больше не требовались навыки работы с тканями, и они были там только для того, чтобы убедиться, что машины продолжают работать, часто 24 часа в сутки. По мере того, как появлялось всё больше фабрик, создавались новые рабочие места. Текстильные изделия стали стоить дешевле, а отрасли снабжения, такие как хлопковые плантации и угольные шахты, процветали. Ещё одним побочным эффектом стало злоупотребление фабричной системой со стороны недобросовестных работодателей. Профсоюзное движение в защиту прав и здоровья трудящихся появилось не сразу.

Теперь, когда прядение и ткачество можно было полностью механизировать, скорость и количество текстильного производства значительно возросли. Что было необходимо дальше, так это обеспечить вечно голодные машины достаточным количеством сырья для работы, в частности хлопком. Хлопок собирали, сортировали и убирали вручную, обычно с использованием рабского труда на больших плантациях на юге Соединенных Штатов. Эли Уитни (1765-1825) из Массачусетса переехал на хлопковую плантацию в Джорджии, где он придумал способ ускорить производство хлопка. Трудоемкий процесс отделения липких семян от хлопковых шариков теперь осуществлялся хлопкоочистителем Уитни, который он изобрёл в 1794 году.

Сначала хлопкоочистительная машина приводилась в действие лошадьми или водяными колесами, а затем использовала энергию пара. Машина протягивала хлопок-сырец через гребенчатую сетку, где комбинация вращающихся металлических зубьев и крючков отделяла его и удаляла семена. Одна хлопкоочистительная машина могла перерабатывать до 25 кг хлопка каждый день. По мере роста производства хлопка на хлопковых плантациях использовалось всё больше и больше рабов для сбора хлопка, которые кормили ненасытные машины. Машина была настолько удачной, что её незаконно копировали владельцы плантаций повсюду. К 1860 году численность рабов в Америке выросла почти до 4 миллионов человек. Хлопок экспортировался повсюду, на долю США приходилось 75% мирового производства хлопка. В Великобритании в 1790 году хлопок составлял 2,3% от общего объёма импорта; к 1830 году эта цифра взлетела до 55%. Британские текстильные фабрики перерабатывали сырьё и снова экспортировали его с таким успехом, что в 1830 году хлопчатобумажные ткани составляли половину всего британского экспорта. Как отмечает историк Р. К. Аллен, в глобальном плане "Хлопок был индустрией чудес промышленной революции".

Тусклое ночное освещение, создаваемое горящими масляными или сальными свечами, было, наконец, вытеснено изобретением газового освещения. Примерно в 1792-4 шотландец Уильям Мердок (1754-1839) обнаружил, что угольная пыль выделяет газ, который можно воспламенить. Мердок успешно использовал газовые лампы в своём литейном цехе в Бирмингеме. Идея использовать угольный газ для уличного освещения была впервые предложена немецким изобретателем Фредериком Альбертом Винзором (1763-1830) в 1807 году. Винзор эффектно продемонстрировал потенциал своей идеи, установив газовые уличные фонари от Пэлл-Мэлл до Сент-Джеймс-парка в Лондоне. Демонстрация вызвала сенсацию у публики, и на Пэлл-Мэлл установили 13 постоянных газовых фонарных столбов, так она стала первой улицей в мире, которая была освещена газовыми фонарями. Примерно к 1820 году в Лондоне было 40 000 газовых уличных фонарей.

Добавление света на ранее тёмные улицы изменило привычный образ жизни людей. Ночи уже не казались такими опасными, всё больше людей отваживались ходить в рестораны и увеселительные заведения. Идея быстро распространилась по всему миру, и в 1816 году Балтимор стал первым городом в Соединенных Штатах, где уличное освещение стало газовым. В 1820 году в Париже было установлено газовое освещение.

Канадский инженер Уильям Стерджен (1783-1850) был вдохновлён работой французского учёного Андре-Мари Ампера (1775-1836) и датского физика Ганса Кристиана Эрстеда (1777-1851) на создание первого электромагнита в 1825 году. Устройство представляло собой железный стержень, изогнутый в виде подковы, и обмотанный медной проволокой. Энергией он снабжался при помощи вольтова столба. Таким образом, стержень намагничивался.

Созданную магнитную силу можно было затем использовать для подъёма объекта, но когда Стерджен изобрёл коммутатор, его электромагнит получил возможность приводить в движение двигатель, что делало его гораздо более универсальным источником энергии. Этот источник питания использовался во всём, от телеграфа до современных стиральных машин.

Первая фотография была сделана с помощью камеры-обскуры французом Жозефом Нисефором Ньепсом (1765-1833) в 1826 году. Фотография, озаглавленная "Вид из окна в Ле-Гра", немного размыта, но это самая старая сохранившаяся фотография. Камера-обскура, по сути, коробка с небольшим отверстием, закрытым объективом, не была новой, поскольку художники и граверы использовали их для облегчения своей работы. Новым была идея Ньепса надолго запечатлеть изображение, проецируемое через объектив на светочувствительную бумагу с покрытием из хлорида серебра. Эта новая техника называлась гелиографией, но у неё было два существенных недостатка. Первой проблемой было то, что изображение становилось чёрным при воздействии света. Вторая проблема заключалась в том, что изображение было снято в негативе (светлые области в реальной жизни были показаны тёмными, и наоборот). Ньепс решил проблему, используя битумный раствор для покрытия стеклянной или оловянной пластины, и таким образом он запечатлел вид из своего окна. Идея фотографии была усовершенствована Луи-Жаком Дагером (1789-1851), который использовал медные пластины, обработанные серебром, для получения изображения. Дагерротип был куплен французским правительством и обнародован, что привело к буму в фотостудиях. В 1840 году английский изобретатель Уильям Генри Фокс Тэлбот (1800-1877) изготовил первые бумажные негативы, с которых можно было делать любое количество отпечатков.

Появление фотокамеры не только позволило людям всех классов снимать свои портреты, но и произвело революцию в искусстве. Многие художники больше не хотели воссоздавать окружающий мир как можно точнее, потому что камера могла легко этого добиться. Вместо этого художники стремились запечатлеть сиюминутные эффекты света и цвета или передать определенные эмоции в своих работах. Появление фотоаппарата стало одной из причин развития импрессионизма и символизма в последней четверти XIX века.

Первые железные дороги представляли собой короткие пути, используемые в шахтах для транспортировки материалов на поверхность. Джордж Стивенсон (1781-1848) владел компанией в Ньюкасле, которая специализировалась на строительстве железнодорожных составов для перевозки угля, подобных этому. Стивенсон увидел, что пассажиры могут путешествовать так же, как уголь, и разработал локомотивный двигатель 1, который был достаточно мощным, чтобы тянуть вагоны. Локомотив 1 перевёз первых пассажиров паровой железной дороги из Стоктона в Дарлингтон на северо-востоке Англии в 1825 году.

Сын Джорджа Роберт Стивенсон (1803-1859) затем превзошёл своего отца с «Ракетой», новаторским паровым локомотивом, изобретенным в 1829 году. В том году локомотив выиграл испытания в Рейнхилле, где выяснялось, какая машина будет тянуть вагоны на первой в мире междугородной линии между Ливерпулем и Манчестером.

Ракета, способная развивать (в то время удивительную) максимальную скорость 48 км/ч , заслуженно выиграла денежный приз на испытаниях в Рейнхилле в размере 500 фунтов стерлингов (около 42 000 фунтов стерлингов или 50 000 долларов США сегодня). Вскоре линия Ливерпуль-Манчестер перевозила 1200 пассажиров в день. Это показало путь к революции в путешествий не только в Великобритании, но и во всем мире.

К 1870 году по всей Британии было построено 24 000 километров железнодорожных линий. С 1848 года пассажиры могли добраться из Лондона в Глазго за 12 часов, поскольку поезда развивали скорость 80 км/ч, что на дилижансе заняло бы пять или более дней. Железные дороги вызвали бум в добыче угля (для топлива), железа и стали (для рельсов, мостов и поездов). Люди начали совершать экскурсии в новые места, особенно на побережье. Было создано огромное количество рабочих мест, от станционных мастеров до уборщиков туалетов. Письма могли быть доставлены в любую точку Британии уже на следующий день, а миллионы тонн перевозимых грузов означали, что потребительские товары стали дешевле.

Железные дороги значительно повысили скорость не только путешествий, но и общения, поскольку мешки с письмами перевозили на поезде. В 1840 году в Великобритании была введена универсальная почтовая система с пенни, которая позволяла доставку на следующий день, но у почтовой службы уже был серьёзный конкурент. Телеграф был изобретён в 1837 году Уильямом Фотергиллом Куком (1806-1879) и Чарльзом Уитстоуном (1802-1875). В первом телеграфном аппарате было всего 20 букв. Иглы приводились в движение электрическими импульсами, посылаемыми по телеграфной линии, соединяющей две машины. Короткие сообщения теперь можно было отправлять быстро. Изобретения стали использовать на железной дороге для передачи инструкций машинистам и станциям.

Впервые машина была успешно использована на Великой западной железной дороге в 1838 году, между вокзалом Паддингтон и Вест-Дрейтоном, на расстоянии 21 километра. Первое время кабель прокладывали под землей, затем, стали тянуть изолированные провода между столбами. Система телеграфов выстроилась вдоль всех железнодорожных путей, что впервые сделало возможным по всей Британии поддерживать единое время. Из-за несовершенства часового механизма и условности выставления времени, часы во всех городах прежде показывали разное время.

Скорость телеграфной связи была оценена и полицией, которая могла предупредить коллег-офицеров о преступной деятельности и даже поймать сбежавших преступников. Телеграфная связь сделала шаг вперёд, когда Сэмюэль Морзе (1791-1872) из Массачусетса при содействии Альфреда Вейла впервые применил азбуку Морзе в 1844 году. Гигантский пароход-корабль «Великий Восточный», спроектированный Изамбардом Кингдом Брюнелем (1806-1859), проложил первый кросс-атлантический телеграфный кабель в 1866 году, что позволило осуществлять быструю межконтинентальную связь. Внезапно мир показался немного меньше, а жизнь - намного быстрее.

Паровой молот - не самое блестящее изобретение в этом списке, но оно сыграло решающую роль в создании многих других изобретений. Разработанное в 1839 году шотландцем Джеймсом Нэсмитом (1808-1890), это относительно простое устройство использовало паровой двигатель, чтобы опускать (а затем толкать) с точной скоростью и направлением большой вес, способный ковать или гнуть большие куски металла, покоящиеся на регулируемой наковальне. Поскольку паровой молот можно было изготовить любого требуемого размера, можно было обрабатывать металлические детали, которые невозможно было бы обработать никакими другими способами. Кроме того, точность молотка означала, что теперь можно создавать абсолютно точные и идентичные крупные детали для габаритных машин, таких как гигантские паровые двигатели, поезда, железные корабли, тяжёлое оружие и мостовые балки.

Машина Нэсмита была настолько точной, что он мог продемонстрировать посетителям своего литейного цеха, как 2,5-тонный вес может раздавить яичную скорлупу, находящуюся в бокале для вина, и не нанести вреда стеклу.

Другим преимуществом была скорость, с которой молоток мог работать, иногда нанося 220 ударов в минуту. Независимо от того, какая операция была задействована, всё, что требовалось с точки зрения труда, - это один человек, без труда управляющий рычагом. В отличие от многих других изобретателей в этом списке, Нэсмит сколотил ошеломляющее состояние на молотке, который произвёл революцию в промышленном производстве.

Железо использовалось на протяжении всей промышленной революции для всевозможных машин и строительных проектов, но сталь намного превосходит его по прочности и пластичности, и она легче. Это означало, что сталь была особенно полезна для более крупных проектов, таких как строительство мостов и несущих конструкций, железнодорожных путей. Проблема заключалась в том, что производство стали было дорогостоящим процессом. Как это часто бывает с изобретениями во время промышленной революции, новая идея была основана на более ранних изобретениях и возникла из-за поиска эффективности и рентабельности.

Генри Бессемер (1813-1898) в 1856 году изобрёл конвертер, который сделал производство стали намного дешевле и надёжнее. Большие бессемеровские конвертеры, заполненные расплавленным чугуном, могли производить до 30 тонн стали за 20-30 минут, удаляя углерод и другие примеси путем пропускания воздуха под высоким давлением через расплавленный металл. Примеси образуют оксиды и отделяются в виде шлака, оставляя чистую и прочную сталь. После изобретения Бессемера стоимость стали упала с 50 фунтов стерлингов за тонну до всего лишь 4 фунтов стерлингов к 1875 году. Шеффилд стал одним из крупнейших производителей стали в мире, производя, в частности, железнодорожные пути для Великобритании, Соединенных Штатов и многих других стран по всему миру.