Зерномольная наука
Особое внимание следует уделить технологической машине первобытного общества, предназначенной для размола зерна. Сначала процесс размола зерна обеспечивался возвратно-поступательным движением одного камня по плоской поверхности другого. Низкая производительность подобного устройства определялась медленным движением верхнего камня, ускорить которое представлялось невозмож-инерционных усилий при иьщ вследствие проявления переменах направления движения камня. Единственным правильным решением являлся переход от возвратно-покупательного движения к вращательному, скорость которого можно было значительно увеличить. Это решение было найдено в результате труда многих поколений в виде вращающегося камня — жернова, расположенного в соответственном углублении неподвижного нижне го камня. В Подобной мельнице энергетические функции отчетливо отделены от технологических. Для этой технологической машины нужно было однонаправленное вращательное движение по круговой траектории. Поэтому ранняя энергетическая «живая машина» — человек — почти полностью освобождался от выполнения логических и контрольных функций. В основном на его долю приходилась только энергетическая функция, которую с таким же успехом могли вместо человека осуществлять животное или энергия неорганической природы (ветра или водного потока).
Таким образом, в зерновой мельнице сочеталась потребность в передаче энергетической функции машине (поскольку процесс размола—энергоемкий процесс) с возможностью осуществления этой передачи (поскольку энергетическая функция здесь совершенно отделялась от технологической), а поэтому в ней отчетливо сложились предпосылки замены человека машиной для выполнения энергетической функции. В настоящее время потребление энергии для производственных транспорта, сельского хозяйства и бытовых нужд слагается из двух основных видов: потребление теплоты (80%) и механической работьи (20% ) В первобытном обществе потребность в механической энергии покрывалась исключительно затратой биологической энергии. Самым крупным достижением техники первобытного периода явилось возникновение теплотехники в фчрме получения и использования огня. Использование огня сразу начало находить себе применение как в быту, так и в производственной деятельности людей. Согревание у пламени костра, варка пищи, лучше усваиваемой организмом, защита от диких зверей обеспечили сохранение и развитие человека.
Однако перечисленные виды раннего бытового использования тепла еще не определили всего значения для людей этого первого заимствования человеком энергии из кладовых природы. В своих взаимоотношениях с природой человек не может получать от природьи ничего, кроме того, чем она располагает: вещества и энергии. В процессе исторического развития способов заимствования от природы ее вещества и энергии каждый шаг в освоении новых видов вещества создавал условия для освоения новых видов энергии, а применение новых видов энергии давало возможность освоения новых видов вещества. Так, используя дерево, человек путем -прения одного куска дерева о другой начал получать теплоту, которая позволила производить ранее неизвестный ему вид вещества — металл, и т. п. Металл оказал решающее влияние на жизнь первобытного общества. Медное, бронзовое, а затем и железное оружие и орудия сохранили форму и размерь», определяемые ручным трудом, но получили ряд новых качеств, значительно увеличивших их эффективность по сравнению с такими же орудиями из камня.
Технология получения металла поставила ряд сложных задач по организации соответствующих тепловых режимов. Костер, в какой-то степени позволявший получать относительно низкоплавкую бронзу, оказывался совершенно непригодным для выплавки железа из руды. Путем длительного опыта, передавая из поколения в поколение рецептуру, складывающуюся ценой большого труда, первобытные металлурги научились для дутья в плавильных печах использовать воздушные потоки, перемещавшиеся По склонам холмов. Зависимость процесса плавки от таких непостоянных факторов, как направление и скорость свободного воздушного потока, привели к решению, заключавшему в себе принципиально новое Удержание: человек должен осуществлять такое дутье независимо от природы. Легкие человека, позволяющие Раздувать огонь, оказались совершенно недостаточными для воздухоснабжения рудоплавильной печи и были заменены воздуходувными мехами: машине была передана одна из трудовых функции человека.
В рудоплавильной печи усовершенствованного типа процесс плавки почти не зависел от при роды, но привод воздуходувных мехов потребовал затраты механической работы, в качестве источника которой человек мог в то время использовать только самого себя. Взаимосвязь производственны>х процессов привела к тому, что энергоиспользование в одной его форме (тепло) вызвало необходимость применения энергии в другой» форме (работа). Рудоплавильная печь, таким образом, явилась первым техническим объектом — потребителем энергии двух видов. Она же вслед за зерновой мельницей заставила человека обратиться к энергетическим ресурсам неорганической природы.
Стремление наиболее целесообразно использовать тепловые процессы привело к новым конструктивным формам. Так возникли обжигательные печи и нагревательные горны, стали осуществляться выжигание стволов деревьев для получения челнов и выжигание лесных массивов для расчистки земли под посевы. Теплота — первая энергия неорганического мира, покоренная человеком, начала вносить свой вклад в технический прогресс-