Первые орудия труда и механизмы. История орудий труда человечества от камня до вычислительных машин

Начало истории формирования человеческого общества ознаменовано тем далеким временем, когда стали появляться первые орудия труда первобытного человека. Наши предки (австралопитеки), занимаясь собирательством, не применяли каких бы то ни было предметов - ни необработанных, ни обработанных.

Орудия труда Предпосылки к возникновению

По мнению ряда ученых, (предки человека), переселившиеся на землю с деревьев, в процессе выживания и использовали палки и камни, «обработанные» природой, для защиты от хищных зверей. Впоследствии найденные предметы стали применяться и для добычи еды. При этом сначала они использовались лишь по мере надобности, а после использования выбрасывались. Но в ходе биологического развития и продолжительного накопления опыта человекоподобные обезьяны все больше убеждались в том, что не всегда необходимые орудия можно без труда найти. Это, в свою очередь, наталкивало на мысль о том, что предметы, нужные предкам, следует каким-то образом сохранять. Кроме того, появлялась необходимость в использовании более удобных предметов. В результате орудия труда первобытных людей вместо временных становились постоянными. Вместе с этим постепенно предки стали накапливать и сохранять найденные предметы.

Обрабатываемые орудия труда первобытного человека

В той или иной ситуации не всегда удавалось отыскивать предметы, которыми было бы удобно разбить орех, например, или нанести эффективный удар по противнику, или раскопать корень или клубень в земле. Постепенно человекоподобные обезьяны начинают понимать необходимость придать орудиям труда необходимую форму. Так стали появляться обрабатываемые предметы. Следует сказать, что обрабатываемые орудия труда первобытных людей имели мало отличий от необработанных, найденных в природе.

С течением времени стал накапливаться опыт, древние предки начали изготавливать ручное мелкое рубило. Этот предмет достаточно долго являлся универсальным орудием труда первобытных людей и применялся при самой разнообразной деятельности. Среди деревянных предметов широкое распространение получила палка-копалка, имевшая заостренный конец. С ее помощью выкапывали личинок, коренья, клубни из земли. Чуть позже появилась дубинка и палица. В течение продолжительного времени первая использовалась как ударное, а вторая - как метательное орудие.

Применялись эти предметы и при собирательстве, и во время охоты, и для защиты от нападений хищников. Чуть позже первобытный человек изготавливает копье. Постепенно оно вытеснило палицу и дубинку. Вместе с рубилом появляются и становятся достаточно распространенными различные орудия, изготовленные из камня. Так, возникают скребки, отбойники, ножи, диски, остроконечники, наконечники для копий, резцы и прочее.

Как изготавливались орудия труда первобытных людей

Простые предметы были целостными. Они изготавливались из одного каменного или деревянного куска. Впоследствии стали появляться составные изделия. Так, на конец копья стали прикреплять кремневый, а затем костяной наконечник, используя в качестве фиксатора кожаный ремень. К рубилам приделывались деревянные ручки. Такие орудия стали прообразом мотыги, молотка, топора.

Предметы труда - объекты материального мира. Эти вещи по ходу потребления переносят собственную материальную субстанцию на другую вещь или меняются на материальную субстанцию другой вещи. В связи с этими обстоятельствами предмет труда подвергается полному расходованию в процессе хозяйственного использования.

Орудия, напротив, не обмениваются и не переносят на другую вещь свою материальную субстанцию. В этом их главное отличие от предметов труда.

Например, станок, на котором осуществляется изготовление, не переводит свою материальную субстанцию на деталь. Таким образом, станок - орудие. При этом материальная субстанция материала, используемого для изготовления, переходит в процессе потребления (использования) на изделие. Таким образом, материал - предмет труда. В результате станок утилизируется после полного износа. А материал, передавая свою материальную субстанцию изделию, передает изделию и стоимость.

Специалисты, между тем, обращают внимание, что разделение вещей на орудия или предметы труда зависит от характера их применения. Так, одна и та же деталь (вещь) может применяться по-разному. Таким образом, один и тот же материальный объект может классифицироваться как предмет труда или как его орудие.

Тот же станок считается типичным орудием. Однако при определенных обстоятельствах (например, в момент продажи сторонним лицам) он станет предметом.

Следует отметить, что распределение объектов не всегда может быть прямолинейным. Примером может являться шариковая ручка. Выясняя, что из себя эта вещь представляет, следует принять во внимание некоторые факты. Так, корпус ручки, несомненно, выступает в качестве орудия. Чернила же в процессе письма расходуются, передавая свою материальную субстанцию листу бумаги. Таким образом, чернила - предмет труда. В результате объект, применяемый едино в имущественном комплексе, может относиться к орудию. Однако вместе с этим рассматриваемый объект имеет и расходную часть, относящуюся к категории предметов труда.

Объекты, находящиеся на хранении, не подвергаются классификации. Хотя в течение этого периода можно строить определенные предположения. Выводы об особенностях предстоящего применения вещи можно сделать с учетом намерений владельцев или основываясь на сложившейся практике. Однако при этом имеющиеся знания могут быть опровергнуты, а намерения могут претерпеть изменения.

Определить характер будущего использования объекта можно на основании представлений об объекте в материальном мире. Так, отдельные категории вещей в качестве предметов или орудий труда практически непригодны. Однако только практика их применения позволяет установить истину.

Предметами труда называют составную часть производственных объектов. К этой категории относится все, что подвергается какой-либо обработке. На эти объекты направлен человеческий труд.

Некоторые такие объекты имеются в природе и являются естественными. К ним относят лес, уголь, нефть и прочее. Другие являются результатами труда - "сырым материалом". К ним относят хлопок, металл, древесину.

В процессе производства выделяют конечную, промежуточную и исходную форму состояния предметов труда.

При определении продолжительности цикла производства могут быть использованы разные предметов труда.

При последовательном порядке начало каждой новой операции осуществляется только по завершении обработки всех изделий из предыдущей операции. При параллельном движении после выполнения первой операции каждое изделие передается на другую операцию, не дожидаясь первоначальной обработки всей партии. Таким образом сокращается период прохождения предмета труда по всем операциям.

Параллельно-последовательный порядок предполагает начало последующей операции до завершения обработки партии изделий предыдущей. Это сокращает время и обеспечивает бесперебойную загрузку всех рабочих мест.

Предметное окружение человека берет свое начало на заре человечества, в каменном веке, когда первобытный человек изготовил первые орудия для труда, защиты и добычи пищи: руч­ное рубило, скребло, позднее - каменный то­пор, лук и стрелы. Орудия первобытного че­ловека были далеки от совершенства, но с их помощью человек встал на путь своего разви­тия, путь открытий и изобретений, который привел к созданию более совершенных ору­дий труда, предметов обихода, украшений, а в итоге к тому, что именуется сегодня словом "дизайн". История дизайна неразрывно связа­на с эволюцией предметного окружения чело­века, в особенности с историей развития тех­ники и технологий.

Первые орудия труда человека. Первые понятия об удобстве. Возраст древнейших орудий труда, как показывают архе­ологические раскопки, - 2,9 млн. лет . Свои первые орудия труда - ручные рубила первобытный человек изготавливал из камня, вулканического стекла, кости, де рева. Ими можно было растирать и размельчать расти­тельную пищу, соскабливать и очищать кожуру и кору раздроблять орех. Рубило представляло из себя универ­сальный инструмент со множеством функций. Оно по праву считается первым изобретением человека является первым объектом, который человек стремила сделать удобным в обращении, или, говоря современны» языком, "эргономичным".

Изобретение лука и стрел. Гениальным изобретением человечества стали лук, тетива и стрелы, явившиеся, по сути, первыми технически сложными орудиями. Создание лука требовало значительных умственных способностей, острой наблюдательности большого технического опыта. С помощью лука стало возможным передавать и преобразовывать движение: выпущенная стрела, сверлильное приспособление, музыкальный инструмент.

Формы лука, как и других составных орудий, подвергались на протяжении тысячелетий многократным модернизациям, связанным с открытием новых материа­лов и технологий, получением новых знаний в области эр­гономики.

Первые предметы быта из керамики. В конце каменного века (5-3 тыс. лет до н.э.) человек со­здает первые искусственные материалы. Это текстиль и керамика. Занимаясь земледелием, человек познакомился с глиной, которую употреблял сначала для обмазки плетеных стен жилища, а затем и плетеной посуды. Обжиг глиняной посуды, придавший глиняной массе камневидность, водонепроницаемость и огнестойкость, стал важным изобретением. Появилось гончарное искусство, а вместе с ним и первые предметы быта из керамики. Как и все ремесла, техника керамики прошла долгий и слож­ный путь своего развития. Тысячелетия ушли на изучение достоинств и недостатков разнообразных глин. Из множе­ства их видов древние мастера научились выбирать те, которые отличались наибольшей пластичностью, связан­ностью и влагоемкостью. В глиняную массу стали приме­шивать различные добавки, улучшающие качество изде­лий.

С изобретением глиняных сосудов человек получил новые возможности для приготовления и хранения пищи, что было особенно важным на последующих этапах развития обще­ства.

Литье металла. Первое массовое производство. Гончарная печь в процессе ее постепенного усовершен­ствования позволила освоить температуры свыше 500° и открыла людям металлы; сначала бронзу, затем железо. Являясь сплавом меди с оловом, бронза при этом имеет более низкую температуру плавления (700-900°), более высокие литейные качества, а при охлаждении обладает отпуск самой сложной техники с максимальной идентичнос­тью всех экземпляров. По такому принципу сегодня работают конвейеры на всех предприятиях мира.

Идеи дизайна в эпоху промышленных революций. Н овые открытия, технические достижения, индустриальное производство требовали и новых технических решений, новых принципов формообразования. Чтобы решить возникающую угрозу конфликта между машинным производством и эстетическими воззрениями общества, предотвратить вандализм рабочих по отношению! к новой технике, в Англии стали создавать специальные комитеты поощрения связи искусства, повседневной жизни и техники. В 1836 г. был основан с этой целью комитет Эверта, а существовавшее Английское общество искусств было преобразовано в Общество поощрения искусств, ма­нуфактуры и коммерции. Все больше статей и книг стало посвящаться влиянию культуры на развитие техники.

Исторический период в жизни человечества - XV и XVI вв. называют эпохой Возрождения,временем новых идей и свершений. Именно тогда получают применение важнейшие изобретения: порох, компас, очки и книгопечатание . Очки подготовили изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию теоретических основ оптики. Компас, подзорная труба и парусные корабли, вооруженные пушками, помогли осуществить великие географические открытия.Книгопечатание сыграло решающую роль в развитии науки, техники, культуры.

Машинному размножению текстов и иллюстраций путем прижимания бумаги к покрытой краской печатной форме предшествовало изобретение самой бумаги. Человек позаимствовал ее технологию изготовления из древесины у... ос. Рабочие осы весною сгрызают молодые зеленые побеги деревьев, пережевывают их и при этом отделяют волокна-клетчатку. В слюне ос есть клей, и таким образом получается клейкая масса для строительства гнезда, состав которой тот же, что и у бумаги.

Это обнаружили при химическом исследовании осиных гнезд - их материал оказался сходным до мелочей с мягкими, шелковистыми сортами бумаги, производимыми в Китае и Японии с древних времен. Китайские летописи сообщают, что бумагу изобрел около II в. н. Идея Иоганна Гутенберга, как все гениальное, была проста до чрезвычайности. Он додумался получать произвольное число идентичных оттисков текста с формы, составленной - вот оно, озарение! - из подвижных и заменяемых элементов, литер. Творческий шаг Гутенберга - прежде всего механизация производства шрифта, т.е. создание словолитного инструмента.

Орудия и средства труда человек развивал на протяжении длительного времени. Постоянная работа с камнем, костью, деревом требовала изготовления все более совершенных вещей. Первые орудия труда, по мнению ученых-археологов, появились ориентировочно 5,5–3 млн лет тому назад. В это время, которое называют каменным веком, человек изготовил первую одежду, посуду, построил жилье (рис. 155).

Рис. 155. Человек каменного века

Рис. 156. Первые орудия труда: а – каменные; б – металлические

После того как человек научился добывать огонь и выплавлять металл, на смену каменным орудиям и средствам труда пришли металлические (рис. 156). Изготовление орудий труда и постоянное стремление человека к их усовершенствованию, в частности, способствовало развитию и самого человека. Именно этот процесс, который называется эволюцией, дал человекообразному существу возможность отдалиться от животного мира и трансформироваться в человека разумного (рис. 157). Совершенствуя орудия труда, наши предки изобрели первый механизм для сверления отверстий в каменных изделиях, то есть сконструировали первобытный сверлильный станок, изобрели колесо, приспособление для добывания огня, охотничьи орудия и т.п. (рис. 158).

Рис. 157. Эволюция человека

Рис. 158. Первые орудия труда: а – устройство для добывания огня; б – тележка; в – капкан; г – ловушка для волков

Однако даже такие сложные как для того времени устройства требовали значительных усилий при выполнении работ, к тому же они были ненадежными, слишком примитивными и несовершенными, что приводило к травмированию и затрате значительного времени на выполнение определенных работ. Это побуждало человека к их усовершенствованию, созданию новых, более эффективных. Так появляются более совершенные устройства, которые приводятся в движение мускульной силой человека (рис. 159). Позднее появились еще более совершенные орудия, которые частично заменяли физический труд человека машинным. Они приводились в действие за счет энергии ветра, воды, пара и т.п. (рис. 160).

С изобретением способов выработки электрической энергии начинается конструирование машин, которые выполняют различные технологические операции, а человек лишь руководит. Называются они промышленными автоматами. Об особенностях их работы ты узнаешь в дальнейшем на уроках трудового обучения. Совокупность последовательных действий человека, направленных на достижение поставленной цели, изготовление определенной продукции или выполнение другой полезной работы, называется трудовым процессом.

Рис. 159. Ручные орудия труда: а – гончарный круг; б – токарный станок; в – прядка; г – рало; д – ткацкий станок

Рис. 160. Механизированные орудия труда: а – жернова; б – ветровая мельница; в – водяная мельница

Тебе уже известно, что основным элементом трудового процесса является технологическая операция. Это законченная часть трудового процесса. Например: размечание заготовки и ее изготовление – это две отдельные технологические операции. Первая выполняется карандашом и линейкой, вторая – пилой. Для выполнения определенных технологических операций надо иметь необходимую оснастку: линейку, карандаш, пилу, молоток и т.п. Вещи, которые человек использует для изготовления изделий с целью удовлетворения своих потребностей, называются орудиями труда. В школьных мастерских ты будешь пользоваться разнообразными орудиями труда. Некоторые из них ты уже использовал при изготовлении изделий.

Рассмотри таблицу 5. Ознакомься с названиями и назначением орудий труда, размещенных в соответствующих колонках этой таблицы. Подумай, какими технологическими операциями, присущими соответствующим орудиям, можно дополнить третью колонку таблицы. Ответ обоснуй.

Таблица 5. Орудия труда

Из таблицы 5 понятно, что каждое орудие имеет свое назначение. Поэтому их классифицируют по виду выполняемых ими технологических операций. Каждое орудие труда предназначено для работы с определенным конструкционным материалом, или предметом труда. Например, ножницы, которые предназначены для резания бумаги, нельзя использовать для резания металла, а молоток для работы с древесными материалами – для обработки металлических заготовок и т.п. То есть каждое орудие труда необходимо использовать лишь по его прямому назначению. Нарушение этого требования приводит к выходу инструмента из строя и невозможности его дальнейшего использования.

Применение на производстве орудий труда, представленных в таблице 5, является малопроизводительным. Вместо ручных отверток, ножниц, дрелей, лобзиков и т.п. по большей части используют уже известные тебе соответствующие электрифицированные инструменты. Это значительно повышает производительность труда, качество работы и уменьшает расходы физических усилий на выполнение работы. Более детально с работой, строением и назначением таких инструментов ты ознакомишься в дальнейшем на уроках трудового обучения.

Новые термины

трудовой процесс, предмет труда, технологическая операция, трудовой прием, технологическая карта.

Основные понятия

• Эпоха – большой период времени с примечательными событиями, явлениями или процессами в природе, обществе, науке, технике и т.п.
• Быт – повседневная жизнь.

Закрепление материала

1. Какие обстоятельства способствовали совершенствованию орудий труда?
2. Что общего и в чем отличие между трудовым процессом и трудовой деятельностью?
3. Какой вид деятельности называется технологической операцией? Приведи примеры.
4. Назови ручные инструменты, объясни их назначение и сущность технологических операций, выполняемых ими.

Орудия труда каменного века изготавливались из камня, дерева и кости. Но, невзирая на довольно примитивный материал, вещи созданные руками древних людей, были достаточно сложны, изящны, а главное эффективны. Современный человек, столкнувшись с необходимостью создать инструмент из подручных материалов, вряд ли сможет создать что-то подобное. Объясняется это тем, что предки поколения за поколением, столетиями и тысячелетиями совершенствовали свое умение создавать предметы быта.

Зарождение ремесел

Первобытные человекоподобные обезьяны, конечно, не оперировали понятиями «орудие труда», или «инструмент». Просто в какой-то момент обезьяна взяла в руку палку, и обнаружила, что она более эффективна. Но даже с этого не началась история рукотворных инструментов. Человекоподобная обезьяна использовала палку, и без сожаления выбросила. Но со временем предки стали замечать, что одни камни и палки лучше подходят для действий, другие хуже, а третьи вовсе не подходят. А значит лучше держать удобное орудие при себе. Но природа не всегда предоставляет широкий выбор подручных средств, а значит, в какой-то момент удобные палки вокруг закончились. И древний человек дошел до мысли помочь природе с обработкой. Медленно, поколение за поколением человечество накапливало опыт в создании практичных инструментов. Очень удобно проследить развитие орудия труда по периодам развития человека.

Орудия труда австралопитеков

Австралопитек это самый древний предок человека, человекоподобная обезьяна. Свою жизнь австралопитеки тратили на собирательство ягод, кореньев, и защиту от диких животных. Их жизнь стала намного легче, когда они поняли, что палка эффективнее против зверя, чем рука, а резать удобнее, чем отрывать, или отгрызать.

Первым орудием труда каменного века, которое появилось, принято считать рубило (рис. 1). Из его названия ясно, что применялось он как первое режуще-колющее оружие. - это грубый камень миндалевидной формы. Один край должен был быть острым, а второй утолщен для удобства держания камня в руке.

Рис. 1 - Рубило

Представьте, насколько тяжело сделать правильный скол на камне, не обладая никакими инструментами. Но австралопитеки не брали любые подручные булыжники. Они старались найти острые камни около водоемов, оставляя, таким образом, значительную часть работы природе. Но все равно каждое орудие создавалось с большим трудом. По каждому камню, для придания ему формы, приходилось наносить более 100 ударов. Потому первые инструменты были такие грубые, неотесанные и тяжелые.

Хотя создание каждого орудия труда отнимало массу времени и сил, но это начало пути австралопитека по преобразованию мира под себя.

Орудия труда питекантропов

Питекантроп - первый из представителей рода «люди», но по качеству создаваемого оружие, он недалеко ушел от австралопитека. Они продолжают активно использоваться рубила. Из материалов используется камень, дерево и кости. Все материалы подвергались самой примитивной обработке.

Среди инструментов этого периода выделяются рубила и отщепы (рис. 2). - это преднамеренно сколотый с одной стороны камень.

Рис. 2 - Отщеп

Орудия труда неандертальца

Неандертальцы жили в периоде, который был намного сложнее по климатическим условиям. Они жили в ледниковой эпохе, но их орудия были намного лучше, чем у их предшественников. Они научились более качественно обрабатывать материалы, потому их инструменты получались легче и удобнее.

Холодный климат способствовал тому, что возникла потребность в создании одежды, и неандертальцы научились делать иглы. Это были громоздкие, неаккуратные иголки, но они могли выполнять свою функцию.

Некоторые ученые считают, что изобретение лука также произошло в этот период. Хотя большинство историков все же относят его появление к более позднему времени.

Неандертальцы создавали разнообразные орудия каменного века , но в основном трех типов:

• скребло;
• остроконечник;
• рубильце.

С помощью скребел разделывались туши животных, добывалась шкура, и обрабатывалось дерево. Рубильце использовали для нанесения ударов, а к остроконечникам относились камушки, которые выполняли функцию ножа и острых кончиков для дротиков и копий. Создавались орудия преимущественно из кремния. А вот орудия из костей у них были не очень прочными и удобными.

Орудия труда кроманьонцев

Последними представителями каменного века стали кроманьонцы, которые максимально усовершенствовали наработки своих предшественников. Они не только создавали орудия из камня, но и совершенствовали методику создания инструментов из костей, бивней, рогов, дерева.

Поворотным моментом в культуре того времени стало открытие обжига глиняных изделий. Это позволило создавать легкие, изящные и прочные инструменты.

Кроманьонцы создавали и использовали скребла, резцы, ножи, рыболовные крючки и наконечники.

Человечество прошло долгий путь от найденного остро заточенного камня до изящных работ, которые не просто выполняли свою функцию, но и были красиво оформлены. Важно помнить, что каменный век - это только первая ступень невероятных преобразований человека.