Друга науково-технічна революція і розвиток світових продуктивних сил (Кінець XIX - початок XX ст.)

Розвиток світових продуктивних сил наприкінці XIX-початок XX ст. відбувалося надзвичайно високими темпами (так, сумарна виплавка сталі з 1870 по 1900 рр.. зросла в 20 разів), внаслідок чого збільшився обсяг світового промислового виробництва. Кількісні зміни супроводжувалися бурхливим розвитком техніки, нововведення якої охоплювали різні галузі виробництва, транспорту, побуту. Радикальні зміни відбулися в організації виробництва промислового, його технології. Виникло багато нових галузей промисловості, яких світ раніше не знав. Відбулися істотні зрушення у розміщенні продуктивних сил як між країнами, так й усередині окремих держав.

Такий стрибок у розвитку світової промислового потенціалу повязаний з сталася у розглянутий період науково-технічної, революції.

Наукова революція

До рубежу XIX-XX ст. кардинально змінилися засади наукового мислення; переживає розквіт природознавство, іде створення єдиної системи наук. Цьому сприяло відкриття електрона і радіоактивності Виникла нова наукова революція, що почалася у фізиці та охопила всі основні галузі науки. Її становлять М. Планк, що створив квантову теорію, і А. Ейнштейн, що створив теорію відносності, ознаменували прорив в область мікросвіту.

Наприкінці XIX-початку XX ст. звязок науки з виробництвом придбала більше міцний і систематичний характер; встановлюється тісний взаємозвязок науки з технікою, яка обумовлює поступове перетворення науки в безпосередню продуктивну силу суспільства. Якщо до кінця XIX в. наука залишалася «малої» (у цій сфері було зайнято невелика кількість людей то на рубежі XX ст. змінився спосіб організації науки - виникли великі наукові інститути, лабораторії, оснащені потужною технічною базою. «Мала» наука перетворюється на «велику» - чисельність зайнятих у цій сфері збільшилася, виникли спеціальні ланки науково-дослідницької діяльності, завданням яких стало якнайшвидше доведення теоретичних рішень до технічного втілення, в їх числі - дослідно-конструкторські розробки, виробничі дослідження, технологічні, дослідно-експериментальні та ін

Процес революційних перетворень в галузі науки охопив потім техніку і технологію.

Електрика

На основі електрики була створена нова енергетична основа промисловості та транспорту, тобто вирішена найбільша технічна проблема. У 1867 р. в Німеччині Сіменс В. винайшов електромагнітний генератор з самозбудження, яким за допомогою обертання провідника у магнітному полі можна отримувати і виробляти електричний струм. В 70-ті рр.. була винайдена динамо-машина, яке можна було використовувати не тільки як генератор електроенергії, а й як двигун, що перетворює електричну енергію в механічну. У 1883 р. Т. Едісон (США) створив перший сучасний генератор. Наступна успішно вирішене завдання - передача електроенергії по проводах на значні відстані (в 1891 р. Трансформатор Едісоном створено). Таким чином склалася сучасна технічна ланцюг: отримання - передача - прийом електроенергії, завдяки чому промислові підприємства могли розміщуватися далеко від енергетичних баз. Виробництво електроенергії було організоване на особливих підприємствах - електростанціях.

Спочатку електроенергія до робочих місць прямувала з електроприводу, який був загальним для всього машинного комплексу. Потім він став груповим і, нарешті, індивідуальним. З цього моменту кожна машина мала окремий двигун. Обладнання машин електродвигунами збільшило швидкість верстатів, підвищило продуктивність праці і створило передумови для подальшої автоматизації виробничого процесу.

Оскільки потреба в електроенергії неухильно зростала, технічна думку була зайнята пошуками нових типів первинних двигунів: більш потужних, більш швидкохідних, компактних, економічних. Найбільш вдалим винаходом стала багатоступенева паровий турбіна англійського інженера Ч. Парсонса (1884), що зіграла значну роль у розвитку енергетики - вона дозволяла у багато разів підвищити швидкість обертання.

Поряд з тепловими турбінами йшли розробки гідравлічних турбін: вперше вони були встановлені на Ніагарський гідроелектростанції в 1896 р., однією з найбільших електростанцій того часу.

Особливого значення отримали двигуни внутрішнього згоряння.Моделі таких двигунів, які працювали на рідкому пальному (бензин), створили в середині 80-х років німецькі інженери Г. Даймлер і К. Бенц. Ці двигуни використовувалися моторним безрейковими транспортом.

У 1896-1987 рр.. німецька інженер Р. Дізель винайшов двигун внутрішнього згоряння із великим коефіцієнтом корисної дії. Потім він був пристосований до роботі на важкому рідкому паливі та одержав винятково широке застосування у всіх галузях промисловості і транспорту. У 1906 р. в США зявилися трактори з двигунами внутрішнього згоряння. Застосування їх у сільському господарстві почалося із 1907 р. Масове виробництво таких тракторів було освоєно в роки першої світової війни.

Електротехніка

Однією з провідних галузей стає електротехніка, розвиваються її підгалузі. Так, набуває широкого поширення електричне освітлення, викликане будівництвом великих промислових підприємств, зростанням великих міст, що збільшився виробництвом електроенергії.

Винахід лампи накалювання належить російським ученим: А.Н. Лодигіна (лампа розжарювання з вугільним стерженьком у скляній колбі, 1873) і П.Н. Яблочкова (конструкція електродугової лампи, «електричної свічки», 1875).

У 1879 р. американський винахідник Т. Едісон запропонував вакуумну лампу розжарювання з вугільною ниткою. У подальшому в конструкцію ламп розжарювання винахідниками різних країн вносилися поліпшення. Так, А. Н. Лодигіна були розроблені лампи з металевими нитками, у тому числі з вольфрамові, що застосовуються і зараз. Хоча в багатьох країнах світу ще довгий час зберігалася газове освітлення, але воно вже не могло протистояти розповсюдженню електричних освітлювальних систем.

Друга НТР - це період широкого розвитку і такої галузі електротехніки, як техніка засобів звязку.Наприкінці XIX ст. суттєво вдосконалена апаратура дротяного телеграфу, а до початку 80-х були виконані великі роботи з конструювання і практичного застосування телефонної апаратури. Винахідник телефону - американець А. Г. Белл, який отримав перший патент в 1876 р. Мікрофон, не було в апараті Белла, був винайдений Т. Едісон і окремо від нього англійцем Д. Юзом. Завдяки мікрофона збільшувався радіус дії телефонного апарату. Телефонний звязок стала швидко поширюватися у всіх країнах світу. Перша телефонна станція у США була збудована в 1877 р.

Через два року введено в дію телефонна станція у Парижі, в 1881 р. - в Берліні, Петербурзі, Москві Одесі, Ризі та Варшаві. Автоматична телефонна станція запатентована американцем А. Б. Строуджером в 1889 р.

Одне з найважливіших досягнень другий НТР - винахід радіо - бездротового електрозвязку, заснованої на використанні електромагнітних хвиль (радіохвиль). Ці хвилі були вперше знайдені німецьким фізиком Г. Герцем. Практичне створення такої звязку здійснив видатний російський вчений АС. Попов, який продемонстрував 7 травня 1885 р перший в світі радіоприймач. Потім послідувала передача на відстань радіограми, в 1897 р. здійснено радіотелеграфна звязок між кораблями на відстані 5 км. У 1899 р. досягнута стійка тривала передача радіограм на дистанцію 43 км.

Італійська інженер Г. Марконі в 1896 р. запатентував спосіб передачі електричних імпульсів без проводів. Значна матеріальна підтримка англійських капіталістичних кіл дозволила йому в 1899 р. здійснити надіслати через Ла-Манш, а в 1901 - через Атлантичний океан.

На початку XX ст. народилася ще одна галузь електротехніки - електронiка.У 1904 р. англійським ученим Дж. О. Флемінгом була розроблена двухелектродная лампа (діод), яка могла використовуватися для перетворення частот електричних коливань. У 1907 р. американський конструктор Лі де Форест запропонував трьохелектродної лампу (тріод), за допомогою якої можна було не лише перетворювати частоту електричних коливань, але і підсилювати слабкі коливання. Початок промислової електроніки був покладений введенням ртутних випрямлячів для перетворення змінного струму в постійний.

Таким чином, промислове використання електричної енергії, будівництво електростанцій, розширення електричного освітлення міст, розвиток телефонного звязку і т.д. зумовили швидкий розвиток електротехнічної промисловості.

Металургія

Друга НТР знаменувалися не тільки створенням нових галузей, але і зачепила старі галузі промисловості, перш за все металургію.Швидкий розвиток продуктивних сил - машинобудування, суднобудування, оборонного виробництва, залізничного транспорту - висувало попит на чорні метали. У металургії вводилися технічні нововведення, техніка металургії досягла величезних успіхів. Значно змінились конструкції і збільшилися обсяги доменних печей. Були впроваджені нові способи виробництва сталі за рахунок переділу чавуну в конверторі під сильним дуттям (Г. Бессемер, Англія, патент 1856) і в спеціальній печі - литої сталі (П. Мартен, Франція, 1864). Англійська металург С. Томас в 1878 р. запропонував для виплавки стали застосовувати залізну руду з великими домішками фосфору. Цей метод дозволяє звільняти метал від домішок сірки і фосфору.

У 80-х роках введено електролітичний спосіб отримання алюмінію, що дозволив розвивати кольорову металургію. Електролітичний метод був також використаний для одержання міді (1878). Ці методи становили основу сучасного сталеливарного виробництва, хоч метод Томасівський в другій половині XX ст. був витиснений киснево-конверторним процесом.

Транспорт

Найважливішим напрямком другого став НТР транспорт - зявилися нові види транспорту і удосконалювалися існуючі засоби повідомлення.

Такі потреби практики, як зростання обємів і з корости перевезень, сприяли вдосконаленню залізничної техніки. В останні десятиліття XIX ст. завершився перехід до сталевих залізничним рейках. Все більш широко застосовувалася сталь при будівництві мостів. «Еру сталевих мостів» відкрив арочний міст, побудований в США в 1874 р. через р.. Міссісіпі біля міста Сент-Луїс. Його автор - Дж. Іде. Проїжджу частину висячого Бруклінського мосту (біля Нью-Йорку) з центральним прольотом в 486 м підтримували сталеві канати. Хол-Гейтскій арочний міст в Нью-Йорку споруджений в 1917 р. повністю з лігірованной сталі (високовуглецевої). Найбільші сталеві мости були зведені в Росії через Волгу (1879) і Єнісей (1896) під керівництвом інженера НА. Боголюбського. С 80-х років під час будівництва мостів поряд зі сталлю почали ширше застосовувати залізобетону.

На залізницях, прокладають у Альпах, були прориті найбільші тунелі: Сен-Готардскій (1880), Сімгоюнскій (1905). Найбільш значним з підводних тунелів був семикілометровий Севернскій тунель в Англії (1885).

У ці ж роки будувалися тунелі і в Росії: через Сурамський гірський кряж на Кавказі, Яблуневий хребет на Далекому Сході та ін

Удосконалювався рухомий склад на залізницях - різко зросли потужність, сила тяги, швидкохідні, вага і розміри паровозів, вантажопідйомність вагонів. З 1872 р. на залізничному транспорті введені автоматичні гальма, в 1876 р. розроблена конструкція автоматичного зчеплення.

Наприкінці XIX ст. у Німеччині, Росії, США велися експерименти з введення на залізницях електричної потягу.Перша лінію електричного трамваю міського відкрилася в Німеччині в 1881 р. У Росії будівництво трамвайних ліній розпочалось з 1892 р. У 90-і роки у ряді країн зявилися приміські та міжміські електричні залізниці. Однак проти цього виступали активно залізничні, вугільні, нафтові компанії.

Розвивався флот.Від 60-х років на морських суднах стали застосовувати поршневі парові машини з багаторазовим розширенням пари. У 1894-1895 рр.. були проведені перші досліди з заміни поршневих двигунів паровими турбінами. Прагнули також до збільшення потужності та швидкості морських і океанських парових судів: перетин Атлантичного океану стало можливим тепер за сім-пять днів. Почали будівництву суден із двигунами внутрішнього згоряння - теплоходів.Перший теплохід - нафтоналивне судно «Вандал» було побудовано російськими конструкторами в 1903 р. У Західній Європі будівництво теплоходів почалося з 1912 р. Найбільшою подією в розвитку морського транспорту було спорудження в 1914 р. Панамського канали, що мав не тільки економічне, а й політичне та військове значення.

Новий вид транспорту, який народився в епоху другого НТР, - автомобільний.Перші автомобілі було сконструйовано німецькими інженерами К. Бенцем і Г. Даймлером. Промислове виробництво автомобілей почалося з 90-х років, причому в декількох країнах. Сприяло автомобілів успіху винахід у 1895 р. ірландським інженером Дж. Денлопом гумових шин. Високі темпи автомобілебудування розвитку спричинили за собою будівництво шосейних доріг.

Новий вид транспорту межі XIX і XX ст. - Повітряний.Він підрозділяється на апарати легше повітря - дирижаблі і важчий за повітря - літаки (аероплани).В 1896 р. німецька конструктор Г. Зельферт застосував для дирижаблів двигун внутрішнього згоряння, що працював на рідкому паливі, що сприяло розвитку дирижаблебудування в багатьох країнах. Але вирішальну роль у розвитку транспорту повітряного зіграли літаки.

У розробку авіаційних проблем і питань повітроплавання величезний вклад внесли російські вчені і винахідники, основоположники сучасної гідро - і аеродинаміки Д. І. Менделєєв, Л. М. Поморцев, С.К. Джевецький, К. К. Е. Ціолковський і особливо М. Є. Жуковського. Велика заслуга в освоєнні техніки польотів належить німецькому інженеру О. Лілієнталь.

Перші досліди конструювання літаків з паровими двигунами здійснили О. Ф. Можайський (1882-1885, Росія), К. Адер (1890-1893, Франція) X. Максим (1892-1894, США). Широкий розвиток авіації стало можливим після встановлення легких і компактних бензинових двигунів. В 1903 р. у США брати У. та О. Райт здійснили чотири польоти на літаку з двигуном внутрішнього згоряння. Літаки Спочатку мали спортивне значення, потім їх почали використовувати у військовій справі, а потім - для перевезення пасажирів.

Технологія та організація виробництва

Для другої НТР характерне проникнення хімічних методів обробки сировини практично у всі галузі виробництва. У такі галузях, як машинобудування, виробництво електротехнічне, текстильна промисловість, стала широко використовуватися хімія синтетичних волокон - пластичних мас, ізоляційних матеріалів, штучного волокна і пр. Американським хіміком Дж. Хайеттом в 1869 р. було отримано целлулолід. У 1906 р. Л. Бакеланд справив Бакеліт, потім були отримані карболену і інші пластичні маси. Розробка французьким інженером Г. Шардоне в 1884 р. методу виготовлення штучного волокна стала основою для виробництва нітрошелка, а із 1903 р. - штучного шовку та віскози.

У 1899-1900 рр.. труди російського вченого І. Л. Кондакова дозволили отримати синтетичний каучук з вуглеводів. Запропоновано методи виготовлення аміаку, службовця вихідним речовиною для азотної кислоти, та інших азотних сполук, необхідних у виробництві барвників, добрив і вибухових речовин. Кращим методом був метод німецьких вчених Ф. Габера і К. Боша.

Досягненням є другим НТР крекінг-процес - метод розкладу нафти при високих тисках і температурах. Він дозволяв забезпечити підвищений вихід бензину, оскільки різко зросла потреба в легкому рідкому паливі. Основи методи були закладені Д. І. Менделєєвим, розвинені росіянами вченими та інженерами, зокрема В. Г. Шуховим. Подібні дослідження проводилися й у США, де в 1916 р. цей процес був освоєний у промисловому виробництві.

Перед Першою світовою війною було отримано синтетичний бензин.Ще в 1903-1904 рр.. російські хіміки школи А. Е. Фаворського відкрили спосіб рідкого виробництва пального з твердого палива, однак це найбільше досягнення російської технічної думки не було використано. Промисловий метод виготовлення легкого пального із вугілля здійснив німецький інженер Ф. Бергиус, що мало важливе економічне і військове значення для Німеччини, не що мала природними нафтовими ресурсами.

Друга НТР внесла багато нового для удосконалення технічної сфери легкої, поліграфічної та інших галузей промисловості. Це автоматичний ткацький верстат, автомат для виробництва пляшок, набірний механический верстат і т. д.

Друга НТР - це створення потокової системи та винахід конвеєра. Наприкінці XIX ст. виробництво стандартизованих виробів створило передумови до розробки поточної системи. Система масового поточного виробництва потребує раціональної організації праці, обробні машини і робітники місця розташовуються по ходу технологічного процесу. Процес виготовлення розчленовується на велику кількість простих операцій і відбувається безупинно, безперервно. Спочатку така система була введена в консервному, сірниковій виробництві, потім а поширилася на багато галузі промисловості. Особливо важливу роль вона зіграла в автомобілебудуванні. Це пояснювалося, з одного боку, необхідністю швидкого збільшення виробництва автомобілів через різке підвищення попиту на них, а з іншого боку, особливостями автомобільного виробництва, побудованого на принципах взаємозамінності і нормалізації (стандартизації) деталей і вузлів. На автомобільних заводах Г. Форда в США поточно-масове виробництво вперше придбало закінчену форму (із застосуванням конвеєрів). У 1914 р. швидкість складання одного автомобіля була доведена до півтора годин.

Впровадження потокового виробництва змінило характер заводського обладнання у машинобудуванні. Стали вводитися спеціалізовані верстати для виготовлення деталей - гвинтів, шайб, гаек, болтів і т. д. У текстильній промисловості в 1890 р. зявилася автоматичний ткацький верстат англійського конструктора Дж. Нортроп.

Військова техніка

Значними були в другій НТР успіхи військової техніки. Основні напрямки її розвитку включали:

1) автоматизацію стрілецької зброї.На озброєння були прийняті станкачі американського інженера. X. Максима (1883), важкі кулемети Максима й Гочкіса, легкі кулемети Люіса. Було створено кілька типів автоматичних гвинтівок;

2) автоматизацію артилерії.Перед Першою світовою війною і в ході її були сконструйовані нові скорострільні знаряддя - напівавтоматичні й автоматичні. Дистанція обстрілу збільшилася з 16-18 км до 120 км. (наприклад, унікальна німецька гармата «Велика Берта»). Був введений ряд тягачів із двигунами внутрішнього згоряння для пересування важкої артилерії. Зявилася зенітна артилерія для боротьби з нальотами ворожої авіації. Були створені танки і бронеавтомобілі, озброєні кулеметами і гарматами невеликого калібру;

3) виробництво вибухових речовин.Їхній випуск зріс в колосальних розміри. Були здійснені нові винаходи (бездимний порох), розвинене виробництво повязаного азоту з повітря (сировини для одержання вибухових речовин). Застосування отруйних речовин під час Першої світової війни вимагало засобів захисту від них - в 1915 р. російським інженером Н. Д. Зелінським був розроблений вугільний протигаз. Почалося будівництво газосховищ;

4) ширше використання засобів повітроплавання й авіації.Літаки виконували функції не тільки військової розвідки, але і винищувачів. З літа 1915 літаки стали озброювати кулеметами. Швидкість літаків-винищувачів був доведена до 190-220 км на годину. Зявилися літаки-бомбардувальники. Ще до війни (у 1913 р.) авіаконструктор И. Сікорський побудував в Росії перший чотиримоторний літак «Російський витязь». У ході війни воюючі країни вдосконалили бомбардувальної авіації;

5) створення великих надводних кораблів - броненосців, дредноутів. Стало реальністю підводне плавання.В останні роки XIX ст. підводні човни будували в різних країнах. У надводному положенні вони наводилися у рух двигунами внутрішнього згоряння, а в підводному - електродвигунами. Особливо велику увагу будівництва підводних човнів приділяла Німеччина, налагодити їх виробництво до початку Першої світової війни.

Результати другого НТР

Перша світова війна викликала величезну розвиток воєнної техніки. Таким чином другий науково-технічна революція охопила різні галузі промислового виробництва. Перевершила вона попередню епоху за темпами технічного прогресу. На початку XIX ст. порядок винаходів обчислювався двозначним числом, в епоху НТР друге - чотиризначним, тобто тисячами. Найбільша кількість винаходів запатентовано американцем Т. Едісон (більше 1000).

1. За своїм характером другого НТР відрізнялась від промислового перевороту XVIII-XIX ст. Якщо промисловий переворот привів до становлення машинної індустрії та зміни соціальної структури суспільства (формування двох нових класів - буржуазії і робітничого класу) і утвердження панування буржуазії, то другий НТР не торкнулася тип виробництва і суспільну структуру і характер соціально-економічних відносин. Її результати - зміни в техніці і технології виробництва, реконструкція машинної індустрії, перетворення науки з малої до великої. Тому її називають не промисловою революцією, а науково-технічної.

2. НТР призвела до появи багатьох нових виробництва промислового галузей, яких історія не знала. Це електротехнічна, хімічне, нафтовидобувна, нафтопереробна і нафтохімічна, автомобільна промисловість літакобудування, виробництво портландцементу та залізобетону та ін

3. Відбувалася не тільки диверсифікація галузей, але й підгалузей. Це можна бачити на структури, наприклад, машинобудування. На повну силу заявила про собі транспортне машинобудування (виробництво локомотивів, автомобілей, літаків, річкових і морських судів, трамваїв та ін.) У ці роки найбільш динамічно розвивалася такая галузь машинобудування, як автомобільна. Перші автомобілі з бензиновим двигуном почали створювати у Німеччині К. Бенц і Г. Даймлер (листопад 1886 р.), але незабаром у них вже зявилися закордонні конкуренти. Якщо перший автомобіль на заводі Г. Форда в США був випущений в 1892 р., то вже до початку XX століття це підприємство виробляло на рік 4 тис. автомобілів.

4. Бурхливий розвиток нових галузей машинобудування викликало зміна структури чорної металургії - знизився попит на сталь і темпи її виплавки значно перевершили приріст виробництва чавуну.

5. Технічні зрушення кінця XIX-початку XX вв. і випереджальний розвиток нових галузей визначили зміна структури світового промислового виробництва. Якщо до початку другого НТР у загальному обсязі продукції, що випускається переважала частка галузей групи «Б» (виробництво предметів споживання), то в результаті другого НТР підвищилася питома вага галузей групи «А» (виробництво засобів виробництва, галузей важкої промисловості). Це призвело до того, що посилилась концентрація виробництва, стали переважати великі підприємства. У свою чергу крупне виробництво потребувало великих капітальних вкладеннях і викликало необхідність обєднання приватних капіталів, яке здійснювалося освітою акціонерних товариств. Завершенням цього ланцюжка змін стало створення, освіта монополістичних союзів, тобто монополій у галузі виробництва як, так і в області капіталів (фінансових джерел).

Таким чином, в результаті змін, що відбулися в техніці та технології виробництва та розвитку продуктивних сил, викликаних другий НТР, були створені матеріальні передумови для утворення монополій і переходу капіталізму від промислової стадії і вільної конкуренції до монополістичної стадії. Сприяли процесу монополізації та економічні кризи, які регулярно відбувалися в кінці XIX ст., А також початку XX ст. (1873,1883,1893, 1901 - 1902 та ін.) Оскільки під час криз гинули насамперед дрібні і середні підприємства, то це сприяло концентрації і централізації виробництва й капіталу.

Монополія як форма організації виробництва і капіталу в кінці XIX-початок XX ст. зайняла панівні позиції в соціально-економічному житті провідних країн світу, хоча ступінь концентрації та монополізації по країнах була неоднаковою; були різними переважні форми монополій. В результаті другого НТР замість індивідуальної форми власності основної стає акціонерна, у сільському господарстві - фермерська; розвивається кооперативна, а також муніципальна.

На цьому історичному етапі провідне місце у світі по промисловому розвитку займають молоді капіталістичні країни - США і Німеччина, значно просувається Японія, тоді як колишні лідери - Англія і Франція відстають. Центр світового економічного розвитку при переході до монополістичної стадії капіталізму переміщається з Європи до Північної Америки. Першою державою світу з економічного розвитку стали Сполучені Штати Америки.