Tehnika ajalugu (1)

Sisukord:
Suured avastusretked
Veovahendid
Laevad Läänemerel
Navigeerimisvahendid
Merekaardid
Sõjatehnika
Püssirohi
Suurtükk
Püssirohi ja teadus
Optika
Galileo Galilei ja eksperimentaalne füüsika
Simon Stevin, lahtiütlemine igiliikumise ideest
Muutused majanduses
Teaduspööre
Renessansi tehnika
Üleminek kivisöele
Uuendused rauatööstuses
Olukord keemias
Tehnilise keemia sünd
Mõttelaadi uuenemine
Inimese suhe loodusega
Leonardo da Vinci
Uuenev mehaanika
Mehaaniline kell
Kronomeeter
Meetodi tähendus
Teaduslikud huvid tehnikas
Mõtleva masina idee
Tekstiilitööstus
Rasketööstus
Uute jõumasinate otsingud
Kokkuvõtteks
Kasutatud kirjandus
Suured avastusretked
Sügavad muutused füüsikalises ja geograafilises maailmapildis pidid paratamatult kajastuma samasuguste muutustena ka inimese vaimuelus, põhjustades siingi uusi otsinguid, uute tõdede ja väärtuste avastamist. Ka vaimselt oli vaja kohaneda äsjaste avastustega.
Loomulikult viis see teravate kokkupõrgeteni seniste käsitlustega, mida ümbritses peale muu ka kiriklik ja religioosne autoriteet. Kiriklikud võimukandjad nägid uutes tõdedes surmavaenlast. Uue maailmapildi põhitõed tunnistati ohtlikuks õpetuseks nii riigile kui kirikule. Maailmapildi avardumine ja muutumine osutus kõige kiuste viljastavaks lätteks uutele otsingutele nii vaimse kui ka ainelise kultuuri valdkonnas.
Ka mitmed tollal kasutusele tulnud materiaalse kultuuri saavutused aitasid kaasa muutuste süvenemisele ning levikule. Tähtsaim neist oli ehk trükikunsti kasutuselevõtt ja üha laienev levi, millel oli hindamatu roll olemasoleva vaimuvara kui ka uute ideede ja mõtete populariseerimisel. Mõtlejad võisid just selle abil seista üksteisega tihedamas kontaktis . Vaimset läbikäimist õpetlaste vahel soodustas omakorda seegi, et ühise läbikäimise keelena kasutati tollal pea eranditult ladina keelt. Seoses uue võimalusega teadmiste populariseerimisel hakkas tõusma ka üldine haridustase.
Lisaks trükikunstile tuli tol ajal kasutusele veel muidki tänapäevaks laialdaselt levinud tehnilisi vahendeid – astronoomidele teleskoop , meresõitjatele kompass. Need iseenesest üsna silmapaistmatud tehnilised saavutused on etendanud küllalt mainimisväärset osa nii teaduslike avastuste kui ka nendega seostud uute tunnetuste ja mõtete tekkimisel.
Reformatsioonil oli nii poliitiliselt kui kultuuriliselt pelgalt usuelu sündmusest ulatuslikum tähendus. See aga ei tähenda, et me peaksime nägema selles otsest teerajajat tollasele filosoofilisele mõtlemisele. Reformatsiooni peamine teene filosoofia ajaloo seisukohalt oli väljaastumine katoliku kiriku autoriteedi vastu. Lutheri seisukohalt tuli filosoofia teoloogiast lahutada, lammutades sellega skolastika alused. Kuid Lutheri eestvõttel loodi uus teoloogiline autoriteet – Pühakiri.
Reformatsioonist olulisemaks mõttesuundade hälliks oli humanism . XV sajandil, mil said alguse uued tunnetusotsingud, oli keskaegse katoliku kiriku autoriteedi õõnestajateks Platoni ja Aristotelese originaalteoste tundmaõppimine. Viimaste levik ja kättesaadavus rajasid aluse humanistliku hariduse kujunemisele, esialgu Itaalias, hiljem ka Saksamaal, Prantsusmaal ja Inglismaal. Tekkisid uued teadus- ja hariduskeskused, suuremat tähelepanu pöörati ladina keele kõrval ka rahvuskeeltele. Humanistlikud mõtlejad pöördusid ümbritseva maailma, looduse poole. Seda ajendasid osaliselt tollased avastused geograafia ja astronoomia alal. Humanismis avaldus elurõõmus ja optimistlik suhtumine nii loodusesse kui ka ümbritseva elu tegelikkusesse, milles avastati ilu ja harmooniat. Ühelt poolt tõusis humanismis esile vajadus looduse parema tunnetamise järele, teiselt poolt asetus inimene ise kui samasse loodusesse kuuluv objekt filosoofilise huvi keskpunkti . Humanismi elukäsitlus oli inimesekeskne. Avardunud ning põhiliselt muutunud maailmapilt esitas paratamatult küsimuse: milline on inimese koht maailmas? Enamik humanistlike ideede kandjaid jutlustas inimese vabastamisest kiriklike autoriteetide eestkoste alt, mistõttu filosoofiline mõtlemine omandas selge ilmaliku ilme.
Veovahendid
Suured avastusretked olnuksid mõeldamatud ilma heade laevadeta. Inglismaa, Hispaania ja Portugal lõid võimsa laevastiku. 15. saj. Keskpaiku ilmusid Lääne-Euroopas mõnel pool jõgedele vesiratastega laevad, mis liikusid vastuvoolu. Laevu veeti edasi üle kaldal asuvate plokkide tõmmatud trosside abil. Mõte pärines umbes samal ajal Itaalias kasutusele tulnud köisteedelt. Siiani oli jõelaevanduse arengut paljudes kohtades seganud erinev veetase jõgedes. Esimene lüüs rajati Hollandis Amsterdami lähedal (1220). 14.-15. saj. võeti need kasutusele Itaalias, seejärel mujalgi. Edenes tööstusveondus. 16. saj. keskpaigast alates loobuti Saksa ja Inglismaa kaevandustes kärust, maaki hakati vedama puitrööbastel liikuvate vagonettidega, mida tõukas inimene või hobune. 17. saj. pakuti Nürnbergis välja mõte panna kaevandusvagonett liikuma tänapäeva käsidresiini meenutava seadme abil. Rohkesti oli liikvel ideid, mida tollane tehnika ei suutnud elu viia: sõukruvi (1430), propeller (Leonardo da Vinci, 1488). 1420 prooviti Itaalias, araablased olid selleni jõudnud juba 1285, kasutada püssirohu põlemisel düüsist väljapaiskuvat gaasijuga rulliksõiduki liikumapanemiseks. Huvitavaid mõtteid tehnika täiustamiseks sisaldavad säilinud Theophiluse (10. saj.) ja mitmed 15. saj. pärinevad anonüümsed käsikirjad.
Laevad Läänemerel
Sveaviikingite ja Läänemere idarannikul elanud hõimude vahel valitsesid ammused sidemed. Laevakujutised Gotlandi pildikividel 8. aastasajast langevad ajaliselt ühte Gotlandi ja Kuramaa ranniku asukate kokkupuutega. Nimed Lindasnäs ja Kuramaa põhjatipp Domesnäs muutusid hästituntud geograafilisteks mõisteteks Mälerni oru ruunikividel Kesk-Rootsis. 1158 sai Lübeck kaubalinna õigused. Sakslased lõid endale Visbysse tugipunkti kaubavahetuse kindlustamiseks. Kasvas huvi Daugava kui kaubatee vastu. Liivimaale asunud saksa ristisõdijad ja kaupmehed pärinesid Vestfaalist ja Reinimaalt. Siia tuldi alati üle Lübecki ja Visby, piki Kura rannikut Riia suunas madala mere tõttu purjetada ei juletud. Seevastu Eesti ja Soome ranna vahel on iidsest ajast sõutud ja purjetatud, tehnilisi raskusi lahe ületamine ei valmistanud. Saarestikusilla kaudu oli Soome omakorda seotud Rootsi rannikuga. Põhjamaalaste põhiline laevatüüp oli sale , kiire ja kerge drake . Nendel käidi üle Põhjamere Islandil ja Gröönimaal, purjetati piki Prantsusmaa rannikut alla-üles, sõideti üle Biskaia ja läbi Gibraltari Vahemerre. Kuid nendega sõuti ja purjetati ka Venemaa jõgedel, lohistati mööda koskedest, aina lõuna poole. Upplandi ruunikivid räägivad 940. aastal ettevõetud retkest Büstantsi, mil jõuti välja Konstantinoopolisse. Viikingite laevu peetakse selle aja tehnika tippsaavutuseks. Araabia allikad räägivad viikingitest aga eelkõige kui kaupmeestest. Kuna drake polnud kaubaveoks otstarbekas, pidi olema veel mingi teine, selleks paremini sobiv laevaliik. Saarlased ja rannaeestlased kasutasid nähtavasti üsna suursuguseid laevu Läänemerel seilamiseks. Läti Henrik nimetab saarlaste laeva küll pyratica’ks - mereröövlilaevaks. Ilmastikukindlad alused ja hea purjetamisoskus andsid saarlastele vaba tegutsemisvoli Läänemerel. Arvukad kastiilid Rootsi idarannikul 12. sajandist kinnitavad saarlaste, kurelaste ja teiste läänemeresoomlaste rüüsteretki. Sakslaste meretraditsioon oli veel lühiaegne. Nende koged olid kõrgemad, laiemad, kohmakamad, istusid sügavamalt vees. Kogede suurem kandevõime ja mahutavus andis neile hiljem strateegilise ülekaalu merel. Suurkaubanduse arenedes ehitati välja korralikud sadamad, kaid ja laohooled, ka Tallinnas, Pärnus ja Riias. Juriidiliselt võib Tallinna, Tartu ja Riia merkantiilset ja majanduslikku järsku esiletõusu siduda aastaga 1346. Läänest toodi soola, riiet, metalli, heeringat, sinna veeti metsa, karusnahku, vilja ja vaha.
Navigeerimisvahendid
Keskkond
Tavaliselt navigeeritakse maal asuvate sihtmärkide abil. Siiski võib esineda olukordi kus maamärkide järgi orienteerumine on võimatu. Sel juhul tuleb osata enda asukohta ja liikumissuunda määrata käepäraste vahenditega või GPS-iga. Kasuks tuleb oskus mõõta liikumiskiirust ilma GPS-ita ning määrata asukohta tähtede järgi.
Distantsid merel
Aerutaja liikumiskiirus merel on 5-10 km/h. Liikumiskiirust mõjutab oluliselt ilm. Tuul ning laine võivad kiirust oluliselt vähendada. Tuleb arvestada ka, et kõrvalt puhuv tuul võib distantsi oluliselt pikendada. Külgtriivi arvessevõtmine on üks olulisi navigeerimisoskusi merel.
Otstarbekas on distantside hindamist harjutada . Proovi matka käigus ära arvata kui kaugel on mingi punkt sinust (kallas, torn, puu vms). Arvesta, et päikesevalgus mõjutab oluliselt kaugushinnangut – seega tasub harjutada distantside hindamist nii vastu valgust kui ka allavalgust. Kui sul on käepärast töötav GPS on võimalik hinnangut kergesti kontrollida.
Kell
Tekile kinnitatud veekindel kell on aerutamisel väga kasulik. Ta on abivahendiks suuna määramisel (nii päikese kui tähtede abil), grupi edenemise jälgimisel ning puhkepauside planeerimisel.
Kaardid Eestis
Kaart on vähendatud mudel piirkonnast . Igal kaardil on mõõtkava mis näitab kaardil kujutatu suhet tegelikkusesse. Kaart mõõtkavaga 1:50 000 tähendab, et 1cm kaardil vastab 500 m looduses. Kaardile on kantud ka koordinaatvõrk. Koordinaatvõrgustikke on erinevaid vastavalt eesmärgile. Lisaks sellele on merekaartidele kantud deklinatsiooniroos (näitab tegeliku põhjasuuna ja kompassi põhjasuuna vahelist erinevust). Ja lõpuks kajastab kaart tingmärkide abil objekte looduses – radasid, veekogusid, ehitisi jne.
Merekaardid
Merekaarte saad soetada merevarustusega tegelevatest poodidest . Näiteks paadipoodidest, jahtidele tarbeid müüvatest poodidest, aga ka raamatupoodidest. Kahjuks ei ole merekaardid aerutajale kõige sobivamad. Nende mõõtkava ning mõõtmed on suhteliselt suured, puuduvad maismaal asuvad objektid (välja arvatud majakad, sihid ja tulepaagid). Eeliseks on see, et neile on täpselt peale märgitud laevateed ning alati korrektselt ka deklinatsioon. Pikkadel ületustel on otstarbekas kasutada merekaarte. Merekaarte on saadaval ka elektroonilisel kujul. Tavaline merekaart on mõõtkavaga 1:100 000.
Kombineeritud kaardid
Kombineeritud kaardid on aerutajale kõige sobivamad. Selline kaart on olemas Tallinna lahest Paldiskini. Kaardile on kantud oluline mereinfo, samas on olemas ka kõik maal asuv. Mõõtkava 1:60 000. Väljaandja Regio. Suurepärane kaart aerutajale!
Maakaardid
Olemas on Eesti Kaart mõõtkavaga 1:50 000. Kahjuks on hetkel valmis vaid piiratud arv kaardilehti. Suur osa rannikust on siiski kaetud. Selline kaart sobib aerutajale või niisama looduses seiklejale suurepäraselt. Eesti kaart kasutab kraadivõrgustiku asemel kilomeetrivõrku. Seades GPSi vastavalt on neid koos väga mugav kasutada. Päris levinud on aerutamine piirkonna turismikaardi järgi või siis lausa autoatlase abiga.
Sõjatehnika
14. saj lõpul õpiti suurtükitorusid valama pronksist . Toru puurimine toimus püstasendis, jõudu andis vesiratas. Töömehed hoidsid üle ploki heidetud köie abil toru puurivarda kohal, puurimise sügavust muudeti köie järeleandmisega. See põhimõtteliselt uus tehniline lahendus metallitööstuses viis puurpinkide ilmumisele. Algul olid püstpingid, seejärel tulid pingid, mis lubasid puurimist toimetada rõhtasendis. Sõltuvalt otstarbest võeti kasutusele erisugused suurtükid – lühikese rauaga bombardid kindlusemüüride purustamiseks, pika rauaga kaugelaskesuurtükid, rasked piiramissuurtükid. Käis pidev täiustamine, ilmusid sihtimisvahendid, torud varustati valatud veo- ja tõstekonksudega. 15. saj. lisandus ratastega alusvanker - lafett. Vintraud võeti Lääne-Euroopas kasutusele 16. sajandil. 1435 leiutati Viinis käsigranaat. Mõne aja pärast pakuti välja lõhkemürsu idee. 1540 mindi Nürnbergis tulirelva rauaõõne suuruse määramisel üle uuele süsteemile, võttes aluseks raua läbimõõdu. Sinnani oli sileraudse suurtüki kaliibrid hinnatud laskmiseks kasutatavate kivist või malmis kuulide kaalu järgi. Üleminek relvade kalibreerimisele nõudis varasemast suuremat täpsust toru puurimisel . Täiustati käsitulirelvi. Püssi raud tehti kas rauast või pronksist. Kogukamate püsside puhul kasutati laskmisel tugijalga. Rakettrelvad võeti kasutusele Itaalias ja Prantsusmaal 14. saj. lõpul kohe pärast püssirohu leiutamist. Üksikasjalikult kirjeldab neid oma käsikirjas Konrad Haas . Autor tunneb mitmeastmelist raketti deltastabilisaatorit. Kuigi toonastes suurtükiasjandust käsitlevates töödes tehakse sageli juttu rakettidest, oli raketitehnika teooria lapsekingades, määrvaks osutusid püromeistri kogemused ja osavus. Alates 15. saj. lõpust, mil oli õpitud suurtükke korralikul valmistama, kadusid raketid käibelt. Hakati välja andma kirjandust tulirelvade ja sõjaasjanduse kohta, põhja panevamad neist itaallase Niccoló Tartaglia traktaat uutest teadustest ( 1537 ) ja hispaanlase D. Uffano traktaat suutükiasjanduse kohta (1613). Sõjanduse areng määras otsingute suuna ka metallurgias, keemias ja mehhaanikas .
Püssirohi
Umbes aastal 850 tegid Hiina alkeemikud katseid kemikaalidega, lootes leida elueliksiiri, kuid avastasid hoopis püssirohu valmistamise saladuse. Sellest ajast on püssirohi või hiljem leiutatud ülejäänud lõhkeained olnud sõjapidamise lahutamatu osa, kirjutas LiveScience.
Algne püssirohi koosnes kolmest komponendist – salpeeter ehk kaaliumnitraat (75 protsenti), puusüsi (15) ja väävel (10). Kaaliumnitraat annab põlemisreaktsiooni läbiviimiseks vajaliku hapniku ning tagab reaktsiooni kiire toimumise, süsi ja väävel on aga kütuseks.
Euroopasse jõudis püssirohi küll alles 13. sajandi keskel, kuid juba mitu sajandit varem said püssirohu hävitavat jõudu tunda Hiinat rünnanud mongolid. Ajaloolaste arvates on püssirohul väga oluline roll selles, et hiinlased suutsid mongolite rünnakutele vastu panna. Ilmselt ei ole asi ainult püssirohus, vaid ka selle müstilise aine psühholoogiliselt vastaseid demoraliseerivas mõjus.
Püssirohi jäi hiinlaste omandiks kuni 13. sajandini, mil ta lõpuks levis siiditee kaudu ka islamimaadesse ja Euroopasse. Aastaks 1350. olid kahurid kasutusel nii Inglise kui ka Prantsuse sõjaväes, kes üksteisega äsja puhkenud Saja- aastases sõjas rammu katsusid. Konstantinoopoli vallutamises türklaste poolt 1453. aastal mängisid püssirohi ja kahurid juba väga olulist rolli. Euroopa uhked ja hästi kindlustatud keskaegsed lossid olid senini olnud rünnaku korral väga head pelgupaigad, kuid püssirohi muutis paksud müürid nõrgaks ja kaitsetuks.
Järgmiseks oluliseks verstapostiks sai püsside leiutamine. Algselt ei olnud tegemist muu, kui vaid kahuri vähendatud kantava versiooniga. 15. sajandi keskpaigaks olid ka püssid muutunud üsna tavaliseks ning see pani aluse jalaväele selle tänapäevases tähenduses, kus iga sõdur on varustatud tulirelvaga.
Püssirohi on siiani sõjapidamises olulisel kohal, ehkki tema koostises on tehtud muudatusi, et püssirohu põlemisel ei eralduks nii palju suitsu. Küll aga ei saa enam öelda, et püssirohi oleks võimsaim sõjapidamisvahend. Selles kategoorias on siiani ületamatud tuumapommid . Ka lõhkeainena ei ole püssirohi sageli eelistatud. Püssirohu kiirel põlemisel tekib piisavalt gaase , mis kuuli relva vintrauast kiirelt välja suruvad, jättes relva enda siiski terveks. Millegi õhkulaskmiseks sobivad aga püssirohust märgatavalt paremini kiiremini detoneeruvad lõhkeained nagu trotüül ja dünamiit.
Püssirohi ei ole siiski kasutusel üksnes tulirelvades. Uue aasta saabudes lennutatakse ka raketid õhku just püssirohtu kasutades.
Suurtükk
Suurtükk on mürskudega tulistav vint- või sileraudne relv kaliibriga 20 mm ja enam. Tänapäeva suurtükid jagunevad kahuriteks ja haubitsateks.
Kaliibri järgi jagunevad suurtükid harilikult:
kergeteks - 20...125 mm
keskmisteks - 127...155 mm
rasketeks - 175... mm
Sõltuvalt laadimissüsteemist jagunevad suurtükid manuaalseteks, poolautomaatseteks ja automaatseteks. Mobiilsuse järgi eristatakse (haakes) veetavaid välisuurtükke, liikursuurtükke ja statsionaarseid ehk kindlusesuurtükke. Vastavalt laengukambri tahapoole (reaktiivplahvatusele) avatud ehitusele eristatakse tagasilöögita suurtükke (recoilless gun, recoilless rifle).
Varasemal ajal on ühe suurtükitüübina olnud kasutusel mortiir.
Mürskude kasutuselevõtuni tulistati suurtükkidest suurtükikuulidega.
Eesti vanim lahingukorras suurtükk asub Kuressaares
Jah, nii see tőepoolest on – üsnagi märkimisväärne osa Eesti summaarsest suurtükiväe tulepotentsiaalist asub Kuressaare linnuses. Tegu on Rootsis Eskilstunas 1803. aastal valatud välisuurtükiga, mille Vőlla mőisa omanik Friedrich Wilhelm von Buxhoeveden (1750-1811) tői 1809. aastal Vene-Rootsi sőja trofeena Soomest kaasa. 1930. aastatel toodi kaks Vőlla mőisas asunud suurtükki Kuressaarde, kus neid hakati eksponeerima Kuressaare linnuses.
1990. aastatel tekkis vajadus muuta ajaloolist kindlusekompleksi senisest atraktiivsemaks ning juhtida avalikkuse tähelepanu säilinud kaitserajatiste restaureerimise vajadusele. Rakvere firma Class X Furniture puhastas ja konserveeris suurtükitoru ning ehitas ajaloolisele sőjariistale jooniste ja pildimaterjalile tugineva teabe alusel uue lafeti. Viimati Vene tsaaririigi sőjaväelaste poolt sőjariistana tarvitusel olnud suurtüki taaskorrastamise järgsel esitlusel 10. septembril 1999 ristiti see Kotkaks, teenindav suurtükiväelane aga kanoniir Vassiliks.
Vanal Liivimaal, sh ka Kuressaares vőeti suurtükid kasutusele 14. saj. lőpus. Taani ajal loendati Kuressaare kindluses juba 162 mitmesugust suurtükki, rootslased andsid aga 1710. aastal kapituleerudes Vene vägedele üle 66 kahurit. 1836. aastal viidi siinne relvastus üle Ahvenamaale Bomarsundi kindlusesse. Veel kord pandi kindluse vallidel kahur üles 19. sajandi II poolel, andmaks linnarahvale teada reisiauriku saabumisest.
Eesti vanima lahingukorras suurtükiga saab Saaremaa Muuseumi külastaja tutvuda Kuressaare linnuse sissekäigu juures.
Kuressaare linna ja Saaremaa Muuseumi pidulike ürituste aegu tehakse sőjariistaga ka pauku . Eraldi ettevőtmisena on muuseumi ühe atraktiivsema eksponaadiga saluteeritud ka Kuressaare linnuse auväärseimate külaliste meeleheaks. Nii on välisriikide riigipeadest Kuressaare lossihoovis püssirohuvingu nuusutatud Taani kuninganna Margrethe II, Läti president Vaira Vike-Freiberga ning Soome president Tarja Halonen.
Kokkuleppel Saaremaa Muuseumiga on suurtüki demonstreerimist ja kahuripauku vőimalik tellida .
Vargad viisid Rakvere ordulinnuse vahitornist kaasa 18. sajandi signaalsuurtüki ning selle aluse koopia.
Püssirohi ja teadus
Püssirohi ja suurtükk purustasid keskaegse maailma mitte ainult majanduslikult ja poliitiliselt. Ka toonast mõttelaadi murendasid nad tugevasti. On öeldud: salpeeter tegi filosoofias niisama suurt kära kui sõjas. Püssirohi ja suurtükk olid midagi täiesti uut, kreeklastel puudusid nende tarvis sõnadki. Mis veel tähtsam: püssirohu valmistamine, selle plahvatamine, kuuli väljapaiskumine suurtükitorust ja lend püstitasid küsimusi, mille lahendamiseks tuli otsida täiesti uusi teid ja rajada uusi teadusharusid.
Kust püssirohi ka pärit oleks, selle peamist koostisosa salpeetrit – kaaliumnitraati – võidi saada üksnes pärast soolade eraldamise ja puhastamise võtete hoolikat tundmaõppimist. Võib-olla oli siin toeks alkeemiagi. Seejuures pidi paratamatult tähelepanu pööramata lahustumise ja kristalliseerumise nähtustele. Keskaja keemia ja füüsika tegid kõik neist oleneva, et seletada püssirohu plahvatust. Ilmselt oli seal tegemist tulega, kuid isevärki tulega, mis ei vajanud õhku. See viis mõttele, et õhku annab salpeeter, ja vastupidi – et õhk sisaldab kas salpeetrit või vähemalt selle vaimu ( anima ).Nimetatud oletusel põhinesid edaspidised katsed seletada põlemist ja hingamist – loomade vajadust õhu järele. Neli sajandit kestnud vaidluse ja katsetamise tulemusena avastati lõpuks hapnik ja pandi alus nüüdisaegsele keemiale.
Plahvatuse jõud ja kuuli väljapaiskumine suurtükitorust näitasid, kuidas loodusjõudusid saab ära kasutada, ning ajendasid aurumasinat looma. Suurtükitorude puurimiseks ehitatud masinaid hakati kasutama silindrite tegemiseks, mis lubas juba esimestel aurumasinatel oma vägevust näidata. Suurtükikuuli lendamine õhus – ballistika – õhutas uuringuid dünaamika vallas. Antiikõpetlaste huvi ei küündinud kaugemale paigalpüsivate või üksteist suhteliselt muutumatu jõuga mõjutavate kehade juurest. Nüüd tõusis päevakorda liikuvate kehade küsimus. Uut hoogu sai seoses kuuli lennu jälgimisega impulsside teooria. Erinevalt antiikmehaanikast sõltus uus mehaanika matemaatikast , aidates ühtaegu kaasa selle edenemisele.
Uus mehaanika oli kvantitatiivne ja arvudes väljendatav.
Optika
Silmahaiguste uurimine oli tähtsamaid harusid araablaste arstiteaduses . Silmahaigused kõrbes ja troopikas väga levinud. Silmaoperatsioonid tõstsid huvi silma ehituse vastu. Araablased huvitusid dioptrikast - valguse murdumisest läbipaistvas kehas. Silmalääts juhatas tee kristallist (beryllus – Brillen) või klaasist läätsede kasutuselevõtmiseks lugemisel. Ibn al-Haithami (Alhazeni) “Optika” (umbes 1038) sai aluseks keskaja optikale. Jäi ületamatuks kuni 17. saj., kuigi vahepeal täiendati. Lääts oli inimese meeleaparaadi esimene täiendus, mehaanika rakendamine oli füüsilisi võimeid juba avardanud. Lääts sai teleskoobi , mikroskoobi ja fotokaamera prototüübiks.
Prillid leiutati 1350. aasta paiku arvatavasti Itaalias. Neist sai optika uurimise võimas stiimul. Grosseteste, Roger Bacon ja Dietrich Freiburgist seletasid ära, kuidas lääts valguskiiri fookusse koondab ja kuidas suurendab kujutist. Nõudmine prillide järele lõi optikute – läätselihvijate ja prillimeistrite kutseala. Keegi neist, pärimuse järgi Lippershey, leiutas teleskoobi (1608). Kõik toimus proovimise teel, teoreetilised arutlused olid kahvatud.
Galileo Galilei ja eksperimentaalne füüsika
Kui Padua füüsika ja sõjatehnika professor Galileo Galilei (1564-1642) kuulis teleskoobi leiutamisest , valmistas ta otsekohe endale samasuguse riista. Galileo oli Koperniku tuline pooldaja . Tundis huvi pendli liikumise vastu. Sellega seondus teinegi – keha vaba langemise probleem. Uba esimestel vaatlusöödel tuli tal veenduda Aqristotelese ettekujutuse ekslikkuses maailma ehituse kohta. Kuu ei osutunud sugugi täiuslikuks keraks, Veenusel olid faasid , Saturn näis olevat kolmeks jagunenud. Kõige põrutavam aga: Jupiteri ümber tiirles kolm tähte või kuud.
Auahne ja ainelisi hüvesid hindava mehena püüdis Galilei Jupiteri tähtedele nime andmise õigust maha müüa järgemööda Firenze hertsogile Medicile, Prantsuse kuningale ja paavstile. Need pidasid küsitud hinda liiga kõrgeks. Nüüd tuli tal mõttele kasutada Jupiteri kaaslaste liikumist pikkuskraadi määramiseks merel. Ta katsus seda saladust müüa Hispaania kuningale ja Hollandi generaalstaatidele. Seegi kord ei tulnud asjast midagi välja. Oma vaatluste murrangulises tähenduses ta ei kahelnud: siitpeale võis igaüks näha taevas Koperniku süsteemi mudelit. Aastal 1610 kirjutas Galilei kuu aja jooksul raamatu, millest kujunes oma aja levinuim teadusteos – “Siderius nuntius”. Raamat põhjustas sensatsiooni. Autori üle mõisteti kohut kakskümmend neli aastat hiljem. Kuigi Koperniku vaated 1618 hukka mõisteti, ei takistanud see nende tunnistamist taevakehade liikumise matemaatiliseks väljenduseks. Galilei arvates ei piisanud Koperniku süsteemi esteetiliste eeliste tõestamiseks vaatluse teel. Seda oli tarvis ka põhjendada, seletada, kuidas maakera saab pöörelda, ilma et õhku visatud kehad maakerast maha jääks.
Selleks tuli tutvust teha kehade vaba langemisega. Probleemile oli praktilise tähtsuse andnud suurtükikuuliga märki tabamise vajadus. Toona valitses Philoponose impulsiõpetus, mille araablased olid edasi andnud ja mida Pariisi nominalistid olid täiustanud. Oletati, et kuulil on suurtükitorust välja lennates impulss ehk vis viva , mis surub mõneks ajaks maha tema loomuliku tungi alla kukkuda . Galileil läks korda see, mis teistel nurjus – kehade liikumise matemaatiline kirjeldamine. See oli tema elutöö, mille ta tervikuna avaldas alles pärast süüdimõistmist: “Dialoogid kahest uuest teadusest”. Galilei seadis uue, eksperimentaalse meetodi vahendusel kahtluse alla kõik senised üldkehtivad tõekspidamised. Kehade langemise täpseks mõõtmiseks kasutas ta nii pendlit kui ka kaldpinda. Need olid esimesed eksperimendid uusaja teaduses , erinedes 13. saj. Skolastikute katsetest selle poolest, et olid pigem uurimisotstarbelised kui illustratiivsed. Neid iseloomustas kvantitatiivsus: sai seostada matemaatilise teooriaga. Galilei oli veendunud, et suudab loodust seletada mõistuse varal . Ta tundis aukartust faktide ees, mis on eksperimentaalteaduse tähtsaim tunnus. Kuid selgus, et tema eksperimente vabalt langevate kehadega oli matemaatiliselt palju raskem tõlgendada kui praktiliselt teha. Tuli jõuda äratundmiseni, et keha, mille liikumise kiirus kogu aeg muutub, võib antud hetkel liikuda teatava kindla kiirusega. Et mõista kehade langemist, järelikult ka suurtükikuuli teed õhus ja Kuu liikumist taevas, tuli selgeks teha füüsika keerukas idee kiirusest antud hetkel. See vastab diferentsiaali dx/dt matemaatilisele ideele. Et tõestuste ahel oleks täielik, ühendas Galilei matemaatilka mehaanikaga. Ta püüdis seda ülesannet lahendada kogu oma teadusliku tegevuse kestel. Leonardo da Vinci otsis mehaanika kvantitatiivset käsitlust pimesi. Galilei kasutada oli parem eksperimenteerimistehnika ja taibukam matemaatika . Ta saavutas oma eesmärgi. Teda peetakse üheks tehnikateaduste rajajaks. Teine on Simon Stevin Brüggest, uue Hollandi esimene silmapaistev insener, kes etendas tähtsat osa Madalmaade vabadussõjas.
Simon Stevin, lahtiütlemine igiliikumise ideest
Hollandi ehitusmeistri Simon Stevini (1645-1620) osaks inimmõtte ajaloos sai teadusliku alusmüüri ladumine uusaja mehaanikale. Ta sõnastas hüdrostaatilise paradoksi ja ehkki ta tuli sellega välja mõni aeg pärast Battista Bendetti traktaadi “Diversarum speculationum mathematicarum et physicarum liber ” (“Mitmesuguste matemaatiliste ja füüsikaliste arutluste raamat”, 1585) trükist ilmumist, võib arvata, et tegemist on iseseisva tööga. Igatahes on Stevini poolt öeldu itaallase mõttekäikudest palju selgem ja täpsem. Ujuva keha tasakaalu tundma õppides võttis ta kasutusele metakeskme mõiste, millele täpse määratluse andis alles Pierre Bouguer (1746). Stevini tähtsaim teaduslik saavutus on kaldpinna mõjuvate jõudude tasakaalu seaduse tõestamine. Siin oli ta elegantselt sõltumatu. Tema valitud tõestuskäik tähistas uue ajastu algust nii teaduses kui tehnikas. Esimest korda lähtus inimene oma arutlustest igiliikumise võimatusest looduses. See tänapäeval algtõena käibiv asjaolu polnud toonases maailmas sugugi üheselt mõistetav. Igiliikurite ehitamise katseid võeti ette veel kaua aega pärast seda, koguni Sadi Carnot ’ (1796- 1832 ) töödki ei kõigutanud auahneid üritajaid. Sama käsitluse jätkuna tuletas Stevin jõudude liitmise seaduse ning seaduse jõu jagamise kohta ristkomponentideks. Stevin huvitus ka matemaatikast. 1585 võttis ta esimesena kasutusele kümnendmurrud. Stevini mõju teaduse käigule võinuks olla aga palju suurem, kuid sügavtõsise isamaalasena ei tunnistanud ta peale hollandi keele ühtki teist ja laiem teadusavalikkus sai tema esimesed tõlked ladina ja prantsuse keelde.
Muutused majanduses
Juba 12. sajandil tootis mõni linn raha eest turul müüdavaid kaupu. Majandamise vormina muutus see valdavaks siiski alles 15. aastasajal kitsal maaribal Itaaliast läbi Lõuna-Saksamaa ja Reinimaa Hollandini. Veneetsias, Genua, Firenze ja Milaano saavutasid poliitilise ja majandusliku sõltumatuse ning ehitasid üles renessansi tsivilisatsiooni sädeleva kunsti- ja vaimueluga. Kirikust ei olnud tarvis lahku lüüa, paavsti troon sai annetusest kopsakat tulu. Saksamaal kutsus see aga esile Lutheri reformatsiooni. Kihama lõid Ungari ja Hispaania. Prantsusmaal, Hollandis ja Inglismaal omandas reformatsioon veelgi radikaalsema kalvinismi kuju, mis kiriku võimu ei tunnistanud. Õukonnad võtsid uued humanistid ja teadlased oma eestkoste alla, haritlaste olukord muutus peaaegu samasuguseks, kui see oli araablaste aegu, mil õpetlane kaunistas õukonda.
Teaduspööre
Pööre teaduses algas lammutavalt, kuigi seda valgustas Koperniku hiilgav ülesehitav oletus. Ta tõi teadusse uue, kriitilise meele. Ümberhindamist ootasid paljud seisukohad astronoomias, anatoomias , keemias. Keskaja teadusel puudus väljund tegelikkusesse, renessansis olukord muutus. Tänu meresõitjate saavutustele sooviti teaduselt järjest tõsisemat tuge. Tegelikkus vajas uusi teadmisi astronoomia ja navigatsiooni alal. Masinate konstrueerimine, mehaanika ja suurtükkide kasutuselevõtmine soodustas dünaamika edenemist. Teadus hakkas abistama tööstust, põllumajandust , arstidki ei vaadanud teadusest enam mööda.
Renessansi tehnika
Renessansi ajal suurenes nõudmine raua, bronksi, kulla ja hõbeda järele, kasvas maakide kaevandamine ja metallisulatamine, püssirohu valmistamine ja piirituse ajamine. See oli majandusliku ekspansiooni ajajärk. Üle kodu Euroopa suurenes tööstustoodang, vilkamaks muutus põllundus, rohkem saadi teravilja, rohkem kasvatati loomi, rohkem püüti kala. Tehnika arenes kõige jõudsamini mäeasjanduses, metallurgias ja keemias. Nõudmine metalli järele sundis kiiresti avama aina uusi kaevandusi, algul Kesk-Saksamaal, hiljem Ameerikas. Saksa kaevandused olid moodsa tootmisviisi hälliks. Keskajal tegelesid kaevuritööga enamasti üksikisikud - vabad kaevurid . Vad olid ise enda peremehed, maksid makse kuningale või vürstile, millega olid kaitstud vähemate feodaalide vahelesegamise eest. Kui maake suuremal hulgal kaevandama hakati, ühinesid kaevurid kompaniideks. Ühised sissetulekud jagati osadeks . Järjest rohkem raha nõudsid masinad . Sedamööda, kuidas šahtid sügavamaks muutusid, tõusis pumpade ja tõstukite tähtsus. Selleaegseid kaevandusmasinaid on kirjeldanud Georg Bauer ( 1494 - 1555 ), keda rohkem tuntakse Agricola nime all, oma kuulsas raamatus „De re metallica ” ( 1556 ).
Üleminek kivisöele
Keskajal alanud rauaahjude kõrguse ja mahu ning õhutõmbe suurendamine viis sulametallide saamiseni. Algul oldi hädas toorraua puhastamisega, kuid aja jooksul õpiti sulamisprotsessi järjest paremini tundma, tänu millele alates 16. saj. lõpust rauatoodang hakkas kiiresti kasvama. Enam ei piiranud tehnika arengut raua kallidus. See-eest tekkis uus kitsaskoht – ei jätkunud taandamiseks tarvilikku puidusütt. Vanad rauatootmismasinad ei suutnud seetõttu enam sammu pidada matsarikka Rootsi ja Venemaaga. Kaubanduses ja sõjaasjanduses nõutav raud lõi aluse nende arenguks. Malmsuurtükkide valmistamise sai kasutada pronksist kirikukellade valajate tööoskusi. Inglismaa tõusis oma suurtükkidega kuulsaks väljaspool Euroopatki. Hollandis ja Inglismaal 16. saj. lõpuks maad võtnud puidupõuda teravdas veelgi asjaolu, et puitu vajati suurtes kogustes ka laevaehituses, kütteks, soola tootmiseks ja seebikeetmiseks. Seda kõike rohkem kui kohalikud metsad pakkuda suutsid. Dud Dudley (1599- 1684 ) ja Abraham Darby-junior ( 1711 -1763) hakkasid tegelema puidupõua probleemiga ning esmakordselt saavutas Darby-junior rahuldava tulemuse 1735, kuid menetluse rakendamine piirdus veel pikkade aastate vältel ainult tema enese ettevõttega. Alles alates 1747 hakati söekoksi kasutama teistes Inglismaa metellurgiatehastes. Puidusöe tarvitamine malmisulatamisel lõpetati 1796, sellal tegutses Inglismaal 121 kõrgahju.
Uuendused rauatööstuses
Malmi toodeti nüüd aina rohkem, rabeduse tõttu oli selle kasutamine aga piiratud. Sitke raua saamiseks võeti eeskujuks 17. saj. Levinud peegelduva leegiga ahjust. Prantslased sulatasid sellega kirikukellade pronksi. Ahju tunti ka Rootsis ja Inglismaal. 1677 võttis Carroni rauatehase arstist omanik John Roebuch patendi leekahjule, kuid ei suutnud oma ideed ellu viia. 1766 kohendasid vennad Cranage’id hariliku sulatusahju ümber leekahjuks ja sealt kivisütt põletades said päris head separauad. Nende rakendatud leegiväli hoidis ära lisandite ülekandumise kivisöest metalli. Et raud sulatamise jooksul vajas pidevat segamist, hakati võtet kutsuma pudeldamiseks. Üsna samasuguse tulemuseni jõudis ka ameeriklane John Cokhutt (1783). Lõpliku lihvi pudeldamismenetlusele andis 1784 laevamaakler Henry Cort. Nuputati teistegi võimaluste kallal. Tiigelraua saamise lahendas silmaarstist kellassepp Benjamin Hunstman, kes 1740 asutas Sheffieldi lähedal vabriku kellavedrude tootmiseks. Algas rauatööstuse kiire areng, juurde tuli uusi rauatöömasinaid. Rootslane Christopher Polhem võttis raudlattide tegemiseks kasutusele soonvaltsid (1745). J. Bramah ehitas esimese hüdraulilise pressi (1797), hakates sellega tinast torusid suruma .
Olukord keemias
Metallide sulatamine viis edasi keemiat. Maapõuevarade kaevandamine tõi päevavalgele järjest uusi maake ning metalle : tsink, vismut , koobalt (sai nime mäevaimult koboldilt), nikkel . Metallide maagist eraldamise ja töötlemise võtted leiti kogemuslikult, piirjooni hakkas võtma keemia üldteooria. Maaagi väärismetallisisalduse määramine sai keemilise eksperimendi ja keemilise analüüsi aluseks. Peagi leidsid metalliühendid kasutamist arstiteaduses. Usaldus ravimtaimede vastu kahanes. Elavhõbedalt otsiti abi uue kohutava tõve – süüfilise ravimisel . Kolumbuse meremehed olid selle kaasa toonud reisilt. Paracelsus , kodanikunimega Teophrastus Bombastus von Hohenhein (1493- 1541 ) , võttes omaks antiik-kreeklaste õpetuse neljast algainest – stiihiast ja araablaste õpetuse algainetest – printsiipidest (elavhõbe, sool, väävel) ning väites end olevat leidnud elueliksiiri, uskus kaljukindlalt, et avastas metallilise tsingi, ehkki seda tunti vähemalt sulamis vasega juba antiigipäevil. Paracelsuse õpilased võimendasid tema vaadete müstilisust, arendades need kohati välja ebausuks. 1597 ilmus saksa arstist alkeemiku Libau sulest raamat „ Alkeemia ”, esimene keemiõpik maailmas. Esimesena kirjeldas ta soolhappe, kuningvee ja mitme teise keemilise aine valmistamist, arvas võimalikuks mineraalsete ainete äratundmise kristallide kuju järgi. Samas oli ta veendunud metallide muundamise võimalikkuses kullaks, ehkki nõustus Paracelsusega, et alkeemia tähtsaim siht peab olema arstimisele kaasaaitamine.
Tehnilise keemia sünd
Tehnilise keemia sünniajaks loetakse 16.-17. sajandit. Ilmus ristamisi süstemaatilisi ülevaateid üksikute tenikaharude kohta, sisaldades ka küllalt täpseid keemilise protsesside kirjeldusi. Mitmel pool Euroopa – Itaalias, Pransusmaal, Hispaanias, Madalmaades – arenes keraamika . Eriti paistsid silma itaallased. Keraamika tootmine koondus peamiselt Kesk-Itaaliasse. 15. saj. läks teistest linnadest ette Faenza, kus ainuüksi aastail 1530 -1550 avati mitukümmend fajansivabrikut. Veneetsias tegutses pikka aega August Hirschvogel, kellest seejärel sai kunstilise keraamika levitaja Saksamaal.
Tähtsamaid probleeme, mis tehnilise keemia arenguga esile kerkis, oli vajadus teada toodete ja samuti lähtainete omadusi, mis andis tõuke analüütilisele keemia tekkele. Iatrokeemikute teeneks peetakse kvalitatiivse keemilise analüüsi märgmeetodite loomist. Vajadus tundma õppida igapäevaelus, eriti aga tööstuses kasutatavid aineid sai ajendiks tööstuslaboratooriumide sünnile. Metallide ja mineraalide katsetamise praktika oli omaks võetud juba varem. 1686 avastas arstist keemik -metallurg Urban Hierne Stockholmis mineraalide ja looduslike ainete analüüsi laboratooriumi. Farmaatsia aitas laboratooriumide levikule kaasa.
Tööstus omakorda varustas keemiat uute ainetega ning püstitas keemia ees uusi lahendust nõudvaid küsimusi. Rootslane Carl Scheele avastas klaasile värvust andvat mineraali pürolüsiiti uurides kloori (1774). Prantslane Claude Berthollet pani pähe, et kloori abil saab kangaid pleegitada, see avastus leidis peagi laiaulatuslikku rakendamist Glasgow’ kiiresti kasvaas linase riide tööstuses. Olulist arengut tehnilises keemias märkisid veel väävelhappe tööstusliku tootmise alustamine (1746), mis lubas loobuda lõssist kangaste pleegitamisel, ja üleminek sooda valmistamiselt keedusoolast (1790). Uus sooda saamise viis suurendas märksa Prantsusmaa tehnoloogilist sõltumatust, sest nüüd ei pruukinud enam sisse osta merevetikatest toorainet Inglise mõjualustest maadest.
Mõttelaadi uuenemine
Itaalias algas humanistlik liikumine 14. saj. Petrarca ja Boccaccio esilekerkimisega. Enam kui peent loogikat hindasid nad antiikklassikute puhul tundeehtsust ja väljendas ilu. Pooldasid Platoni õpetust.
16. saj. levis humanistlik liikuine Prantsusmaale ja sealt Põhja-Euroopasse. Võrreldes antiikaja lõpu meeleheitega ja keskaja resignatsiooniga oli renessanss rahutu. Uuesti leidis ausameelset tunnustust füüsiline nauding. Ajastu suur prohvet arstist kirjanik François Rabelais (umbes 1494-1553) valis oma Thélème kloostri – ideaalse ühiskonna – juhimõtteks: tee, mida soovid. Ideaaliks kuulutati vaba elu ja ohtlikud mõtted. Uus elulaad on kulukas . Kunagi polnud rahal sellist tähtsust, mis nüüd. Kõik oli lubatud, mis viis eesmärgile, olgu see aus käsitöö või äritsemine, leiutamine, kaevanduse avamine , röövretk või raha laenutamine liigkasu eest. Hakati lugu pidama praktilistest oskustest.
Inimese suhe loodusega
Kunstis pääses võidule realism , kontemplatsioonile eelistati silmaga nähtavat. Teadusele aitasid kunstnikud kaasa vaatlusoskuse ja perspektiiviõpetuse arendamisega. Tärkas huvi looduse, iseäranis inimese anatoomia vastu.
Realism nõudis inimese kehaehituse tundmaõppimist, et mõista liigutuste mehhanismi. Alberti õpetas kunstnikku kõigepealt vaatlema luustikku, seejärel luid ühendavat lihastikku ja alles siis huvi tundma, mis inimese üll on.
Leonardo da Vinci läks paigal püsiva keha kujutamiselt üle liikuva keha, seega füsioloogia ja dünaamika kujutamisele. Tegelik siht – liikumist ajendavale vaimule väljenduse leidmine. Uuris selle nimel üksikasjalikult aju ja siseelundite ehitust. Tema jooniseid peetakse seniajani eeskujuväärivalt tõetruuks.
Itaalia ülikoolides valitsenud viljatuse ja obskurantismi taustal olid heaks erandiks arstiteaduskonnad, eriti Paduaülikooli oma. Inimkeha hakati uurima , mõõtma ja seletama kui väga keerukat masinat.
Leonardo da Vinci
Ajastu silmapaistvaim mehaanikageenius oli Leonardo da Vinci ( 1452 -1519). Temast jäi järele 5000 märkmikulehekülge. Neil käsitleb suurelt jaolt masinatesse puutuvaid teaduse ja tehnika küsimusi. Väga suur mõju kaasaegsele tööstusele. Mõned visandid võivad kujutada varem kirjeldamata masinaid, mis tolle aja tööstuses juba olid kasutusel. Mõned teised võis ta Itaalia tööstusse juurutada. Tema märkmikud avaldati trükis alles palju aega pärast tema surma. On üks, mis kindlalt Leonardo tehtud: 1495. a. paiku visandas ta kahe poolega värava, mis oli varustatud väikeste luukidega vee lask­miseks lüüsikambrisse või sealt välja. Varem olid lüüsiväravad tõstetavad ja langetatavad. 1497 ehitati seesuguste väravatega lüüsid Milaano kanalile, mille insener Leonardo oli. Tegi palju täiustusi tekstiilimasinatele, mis tulid käiku pool sajandit pärast tema surma.
Pidas tähtsaks teadmisi. Praktikal ilma teooriata pole väärtust: oma tegudest sissevõetu, kui ta neist aru ei saa, on otsekui meremees, kes astub laevale, millel puuduvad tüür ja kompass, iial ei või teada, kuhu see sind kannab.
Lepnardo da Vinci oli õppinud maalikunsti, kuid ei rahuldunud sellega. Tahtis mõista kunstiteoses kujutatava olemust. Uuris val­gust, liikumist. Samas oli tema inseneritegevuses kätketud tragöödia. Ta oskas küll leiutada masinaid igaks otstarbeks, suutis neid ka väga hästi üles joonistada, kuid vaevalt , et ükski neist, eriti aga põnevamad, oleks tööle hakanud, kui leiduril olnukski piisavalt raha nende valmismeisterdamiseks. Hoomamata staatika ja dünaamika tähendust, ei suutnud renessansi insener väljuda harju­muspärase tegelikkuse raamidest. Ka polnud tema käsutuses kõige lihtsamatki jõuallikat. Et tal ülikooliharidust polnud, oli oma arutlustes vaba. Samas andis tunda sihipärase käsitlusviisi puudu­mine ja matemaatiline abitus, mis ei lubanud mõttearendusi lõpuni viia ja õigsust kaitsta. Tema rataslukuga püstolit meenutavat ratas-lukuga musketit hakati kasutama Saksamaal 1500. a. paiku. Rull-laager ilmus kasutusele 16. saj. Sageli olid ta ideed õiged, kuid nõudsid meisterlikkuse taset või materjale, mis polnud kätte­saadavad: tsentrifugaalpump , hüdrauliline press, vintsoonega tulirelv , tagantlaetav suurtükk. Tüüpiline ja tulevast teaduslikumat inseneritööd ette kuulutav oli Leonardo huvi lihtmehhanismide vastu, sõltumata nende võimalikust rakendamisest. Visandas seadiseid pöördliikumise muutmiseks edasi-tagasi-liikumiseks, spiraal-ja kaldhammastega hammasrattaid, uuris kette. Eelkäijatest pare-mini mõistis erinevust töömasinaja seda käitava jõumasina vahel.
Uuenev mehaanika
Palju on vaieldud Leonardo da Vinci mõju üle teaduse käekäigule. Leidub neid, kes seda täielikult eitavad, viidates asjaolule, et tema tööd jäid kaaskondsetele kättesaamatuks, seega ka tundmatuks kuni aastani 1797, mil Battista Venturi need Pariisis publitseeris. Vas­taspool seevastu on veendunud, et vähemalt Itaalia õpetatud peade hulgas levisid Leonardo vaated suusõnaliselt, kaasa arvatud Galilei, samuti arvatakse neid tundvat Leonardo käsikirju. Tõsiasjaks aga jääb, et Leonardo ideid kohtame vähemalt kolme 16. saj. suure õpet­lase -Niccolõ Tartaglia ( 1499 -1557), Gerolamo Cardano (1501-1576) ja Battista Benedetti (1530-1590) töödes.
16. sajand oli vilka vaimse tegevuse aastasada. Füüsikud ja mate­maatikud kompisid rohkelt kommenteeritud tõlgete kaudu Ar-chimedese mõttetöö sügavusi. Itaalia matemaatikas valitses hiilgeaeg, uut jõudu kogus bioloogiateadus. Ent see oli ühtlasi ka võitluse aeg kiriku autoriteedi vastu, mis läks ajalukku restauratsiooni nime all. Koperniku õpetus pööras uutele radadele kogu teadusliku mõtte, muutus filosoofia ilme, Aristotelese esimese sitke vastase Bernardino Telesio (1509-1588) ja teaduse esimese ohvri Giordano Bruno (1548— 1600) esilekerkimise sajand.
Tulirelvade ilmumine oli dünaamika ette seadnud täiesti uued probleemid. Tartaglia alustas nende läbitöötamist traktaadis "La nova scientia" ("Uus teadus", 1537). Raamatus "Quesiti et inventioni di-verse" ("Küsimused ja mitmesugused leiutised ", 1546) jutustab ta, kuidas keegi lähedane sõber temalt pärinud, millise nurga all peab asuma suurtükitoru, et kuul võimalikult kaugele lendaks. Tartaglia polnud kunagi lasknud ei püssist ega suurtükist ja vastus võttis aega. Tema pakutud 45° ei leidnud uskumist ning alles katsed veensid küsijat. Raamat sisaldab arutlusi ja andmeid ballistika, püssirohu, sõjakunsti, kompassi rakenduste, fortifikatsiooni, Aristotelese me­haanika ning lihtsate mehhanismide teooria ja matemaatika kohta. Cardano traktaadid käsitlesid laia küsimuste ringi - kosmoloogiast kuni masinate konstrueerimiseni välja, meenutades paiguti Leonardo mõttearendusi teadmiste kasulikkusest ja pahade vaimude hukutavast mõjust. Cardano traktaatide tähendus on aegumatu. Siit võib leida kõikvõimalikke teateid, tõeseid ja kujutlusvilju, andmeid ajastu teaduse, tehnika, alkeemiliste katsete, uskumuste, maagia , astroloogia ja hiromantia kohta, ent ka autori originaalseid teaduslikke tähelepanekuid ja tõekspidamisi, sealhulgas perpetuum mobile mõt­tetuse suhtes. Benedetti, elanud ja tegutsenud Parma ja Savoy hertsogi õukonnas, jättis järeltulevatele põlvedele kuueosalise töö, milles esi­tab aritmeetika ja elementaaralgebra teoreeme, vaeb mehaanika, pers­pektiivi ja proportsioonide õpetuse küsimusi.
Mehaaniline kell
Keskaja keerukamaid masinaid olid mehaanilised kellad . Veekelli kasutati juba alates pronksiajast. Langeva raskusega käitatava mehaanilise kella töö põhineb regulaatoril, mis kindlate ajavahemike järel peatab kellamehhanismi liikumise. Selle päritolu on ähmane. Hiinlased kasutasid ka vesirattaga käitavat kella juures regulaatorit(1088 a.).
Euroopas kirjeldas Villard de Honnecourt 1250 . a. paiku algelist regulaatorit, mis võimaldas inglikujul alati käega Päikesele osutada, see sarnanes aga vähe spindelregulaatoriga. Juba 13. saj. Võis mehaanilisi kelli olla, kuna tähistus veekelladega ühesugune, pole võimalik selgust tuua. Varasemad kindlamad andmed spindelregulaatoritega mehaaniliste kellade kohta on 1340 . aastast. Vedruga käitavad kellad ilmusid 1450 . aastaks. Enne sajandi lõppu võeti kasutusele nüüdisaja tasku - ja käekelladest tublisti suuremad kantavad kellad. Need nõudsid täpsemat tööd kui ühegi varasema masina ehitamine. On öeldud: nüüdisaegne masinaehitus on sündinud kellassepa meisterlikkuse ja veskiehitaja oskuste armastusabielust.
Kronomeeter
Merekaubanduse kasvu tõttu tekkis vajadus täpsemate navigat-sioonivõtete järele. Laiust sai määrata astronoomiliselt, seda tundsid juba foiniiklased. 15. saj., hakati idast läände purjetades ookeani ületama. Nüüd muutus tähtsaks geo­graafilise pikkuse teadmine. Pikkuse teadasaamiseks tuli laeva (Päikese järgi) aega võrrelda mingi kindla punkti, näiteks Greenwichi ajaga . See nõudis täpse kella olemasolu laeva pardal. Mõte kasutada selleks mehaanilist kella tekkis 1530. a. Spindelregulaatoriga kella täpsusest ei piisanud. 1581 pani Galilei tähele, et väikese amplituudiga võnkuva pendli võnkeperiood ei sõltu ampli­tuudi täpsest väärtusest. Galilei visandas 1641 pendelkella. Pärast tema surma ehitas poeg selle osaliselt valmis. Huygens püüdis 20 aasta pendelkella merekindlaks teha. Alates 1657 ehitas mitu täius­tatud kella. Eksperimendid kestsid 1726 . aastani. Pendlit ei õnnestunud laeva ebaühtlase liikumise olu­korras ühtlaselt võnkuma panna. Rohkem lootusi andis j uus vedruga balanssiir, mille 1658 leiutas inglane Hooke (temalt ka kõige lühem füüsika seadus: ut tensio sic v/s). Inglise valitsus pani 1714 välja 10-20 tuhande naelase auhinna . Põhilised täiustused olid ankurregu-laator ( Clement , 1670)jakäivikregulaator (Graham, 1715 ). Ei osatud temperatuuri kompenseerida. 18. saj. keskel lahendasid selle sõltuma­tult Harrison (Inglismaa). Le Roy (Prantsusmaa) ja Berthoud (Šveits). Inglise auhinna sai Harrison, kes 1759. aastaks ehitas 4 täpset kro­nomeetrit 1766 ehitatud Le Roy kronomeeter sai edasise arengu aluseks. Aastateks H80-90 oli konstruktsioon välja kujunenud. Al­gas ohutu navigatsioon.
Meetodi tähendus
Olulisemad reformid mõtteteaduses tegid mehed, kes olid oposit­sioonis niihästi skolastikaga kui ka humanistliku haridusideaaliga. Need olid keskaegse ja uusaegse teaduse piirijoonel seisvad Francis Bacon (1561-1626) ja Rene Descartes (1596- 1650 ), universaalsete teadmistega mõtlejad. Esimene - omakasupüüdlik ülespuhutud jurist , alati seltskondliku elu keskpunktis keerlev, teine - enesesse -süvenenud, üksiklane, nurjunud lootustega õnnekütt. Mõlemad tegelesid meetodi väljatöötamisega. Baconi tähtsamad teosed on "De dignitate et augmentis scientiarum" ("Teaduste väärikusest ja suurenemisest", inglise keeles 1605, ladina keeles 1623) ja "Novum organum scientiarum" ("Teaduste uus instrument ", 1620). Viimane sisaldab ka teadusõpetuse. Organum oli Aristotelese loogikateoste üldnimetus. Baconi novum organum annab mõista, et ta asendab endise loogika uuega. Teadus peab tema järgi valitsema looduse üle, milleks tuleb tundma õppida loodusseadusi. Seda saab teha vaatluse ja katsete abil. Eelkõige tuleb aga leida ja kõrvaldada mõtlemise eksimuste allikad - idola mentis. Descartes'i kuulsaim teos on "Dis-cours de la methode" ("Arutlus meetodist", 1637). Matemaatikuna tahtis ta leida ka filosoofias sama kindlat alust kui on matemaatikal. Tema lähtekohaks oli absoluutne kahtlus: kõik on vale. Baconi meetod seisnes materjali kogumises, eksperimentide tegemises ja saadud admetest järelduste tuletamises. Põhiolemuselt on see induktiivne meetod. Bacon ei kujundanud omaenda süsteemi, vaid tegi ettepaneku luua asutus, mis töötaks välja uusi süsteeme. Selleks sai Londoni Kuninglik Ühing ( 1662 ). Descartes uskus puhta intuitsiooni sähvatusse, arvas selge mõistusega saavat avastada kõike, mis eales tunnetatav on. Eksperiment oli tema meelest ainult deduktiivse mõtlemise abinõu. Oma algdeduktsioonist cogito, ergo surn järeldas ta, et peab eksisteerima täiuslik olend . Bacon ja Descartes andsid eksperimentaalteadusele haritud ringkondade silmis raamatu­tarkusega võrdse tähenduse.
Teaduslikud huvid tehnikas
Pikka aega arvati et filosoofia abil on võimalik kõike täiustada. Sageli osutusid uue filosoofia huvid seotuks kaubanduse ja tööstuse vajadustega. Laevandus ootas astronoomia arendamist, keeruliseks osutus pikkuskraadi määramine. Loodi optika ja valguse teooria, mis teleskoobi kaudu oli seotud astronoomiaga ja mikroskoobi kaudu bioloogiaga. Pneumaatikat käsitlev tehnika, mida viljeldi tühjuse saamise otstarbel , omandas erakordse tähenduse hiljem tööstuses. Tühjuse üle olid tuliselt vaielnud juba antiikkreeklased. Tühjuse kat­seline tõestamine aitas taaselustada Demokritose aatomihüpoteesi. Aatomi- ja korpuskulaarõpetus andis võimaluse mõistuspäraselt ja kvantitatiivselt põhjendada keemiat, mis varem koosnes enamjaolt ainult tehnilistest retseptidest ja müstilistest seletustest. Inglismaal tegid matemaatika ja loodusteadused 17. saj. silmapaistvaid edusamme. Arst ja füüsik William Gilbert (1544-1603), uusaja kat­selise füüsika rajajaid, kirjutas töö magnetismist (1600). Temalt on pärit ka sõna elekter . Šoti matemaatik John Napir (.1550-1617) leiutas logaritmid (1614). Füüsik ja keemik Robert Boyle (1627-1691) aren­das oma teoses "Chemistus scepticus" ("Skeptiline keemik") empii­rilist uurimissuunda Baconi vaimus . Ta vabastas keemia alkeemiast ja klassikalisest nelja elemendi õpetusest. Boyle oli üks Royal Society asutajaid. Boyle'i assistendina tegutses Robert Hooke (1635-1703), vaene mees, kellele teadus andis elatist. Tõenäoliselt tema valmistas Boyle'i katseriistad. Ta oli suurim fuüsik-eksperimentaator enne Faradayd, paraku puudus tal Newtonile ja Maxwellile omane mate-maatikuanne. Teda huvitasid mehaanika, füüsika, keemia. Uuris elast­sust ja avastas kuulsa seaduse, lühima füüsikateaduses - ut tensìo sic. vis - deformatsioon on võrdeline jõuga. Leiutas balanssiiri, mis tegi võimalikuks täpse kella ja kronomeetri konstrueerimise, ning mik­romeetri. Koos Papiniga valmistas ette pinda aurumasina ilmumisele. Kuulsaim nende kuulsuste seas oli Isaac Newton ( 1643 -1727), dife­rentsiaal-ja integraalarvutuse leiutaja, seda mõistagi koos Leibniziga. Oma suurima kuulsuse saavutas Newton teosega "Philosophiae natu­ralis principia mathematica" ("Loodusteaduse matemaatilised print ­siibid", 1687 ) gravitatsiooni kohta.
Mõtleva masina idee
On säilinud hispaania filosoofi, teoloogi ja alkeemiku Raymun-dus Lulluse (1235- 1315 ) valmistatud masina täpne kirjeldus. Tema põhilisteks harrastusteks olid loogika ja keemia. Loogikas nägi Lullus kunsti ja teadust, mille abil mõistus teeb vahet tõe ja vale vahel, õpetust tõe äratundmisest ja vale kõrvalejätmisest. Ta püüdis luua loogikatehete mehaanilist mudelit. See koosnes seitsmest kont­sentrilisest kettast. Alumine suur liikumatu ketas oli mõeldud küsimuste esitamiseks . Liikuvad kettad paiknesid suure ketta keskel ühel võllil ja võisid üksteisest sõltumatult pöörelda. Kõik kettad jagunesid üheksaks sektoriks, millest igaüks tähistas mõnd mõistet. Lullusel õnnestus sektorite vahel jaotada kogu talle teada olev inimtarkus. Pannud liikuma ühe või mitu väikest ketast , sai ta iga kord alumisel liikumatul kettal esitatud küsimusele vastuseks eri­suguste sõnade kombinatsiooni - süllogistliku tuletise. Masina või­malused olid üpris piiratud, mis aga ei seganud autorit uskumast, et ta suudab oma seadme abil realiseerida ükskõik millist järeldust: leida kõik tõesed laused . Ehkki ta pidas oma seadist "suureks kuns­tiks", puudus sel tegelikult algoritm.
Lullus püüdis oma töövilja tegelikkuses rakendada. Külastas kõiki Euroopa tähtsamaid linnu, viibis kolm korda Põhja-Ameeri-kas, käis frantsiskaani misjonärina Küprosel ja Armeenias.Tema kaasaegsetele jäi mõtlemisprotsessi algoritmise idee arusaamatuks. Lulluse kunsti ajalooline tähtsus seisneb selles, et see kjundas oluliselt suure mõtleja Gottfried Leibnizi ( 1646 -1716) veendumusi, määrates tema metodoloogilised seisukohas ja loogika alused. Esimese töötava arvutusmasina ehitas Tübingeni ülikooli matemaatika ja astronoomia professor Wilhelm Schickard ( 1592 -1635). Ühendanud selles teravmeelselt hammasratastest koosneva summaatori John Napieri arvutuspulkade komplektiga, suutis Schickard täielikult mehhaniseerida liitmise ja lahutamise. Ülejäänud tehted vaid osaliselt. Ka Blaise Pascali (1623-1662) arvutusmasin oli summeeriv. Kolm aastakümmet pärast Pascali leiutist ehitas Leibniz esimese aparaadi arvude korrutamiseks. Oma töid rahastas ta ise, kulutades ühtekokku terve varanduse, 24 000 taalrit. Tema arvutitest on säilinud ainult üks Hannoveri muuseumis .
Tekstiilitööstus
Voki lõngajuht on esmakordselt kujutatud ühel 1480 pärineval joonisel. Leonardo tegi täiustase, kuid seda ei võetud kasutusele. Ketraja võis istuda.
Paelakudumismasin oli kangaspuude modifikatsioon, võimaldas üheaegselt kududa mitut paela . Masin võrdlemisi keerukas. Ühe Veneetsia autori andmeil (1629) leiutati see 1579 Gdanskis. Linn kartnud kangrute töötajäämist, leiutis keelati, leidur lasti salaja kägistada. Uuesti ilmus paelakudumismasin Leidenis (1621), sajandi lõpul kasutati Hollandis, Saksamaal, Šveitsis, Inglismaal, Prantsusmaal.
Silmuskudumise masina leiutas Nottinghami-lähedase küla vaimulik William Lee ( 1589 ). Operatsioonide keerukuse tõttu (kan-gaspuudega võrreldes) väga keerukas saavutus. Oli märksa rohkem automatiseeritud kui ükski varasem masin.
Arenesid tekstiilitööstuse abimasinad. Laienes veejõul töötavate vanutusmasinate rakendamine. Leonardo joonistas jõumasinaga käi­tatavaid masinaid siidi haspeldamiseks ja korrutamiseks, kuid 16. saj. keskel kasutusele tulnud masinad erinesid tema masinatest.
Algas suurejooneline tekstiilitööstuse mehhaniseerimine. Inglis­maa saavutas 18. saj. tööstuse alal võimsa ülevõimu.
Lõuna-Inglismaa vana, kaupmeeste käes olev tsunftikitsendustega piiratud tööstus ei suutnud nõudmiste kasvamisel riide järele piisavalt kiiresti sellele kohanduda. Kitsendustest vabanemise püüe nihutas tööstust põhja poole. Yorkshire'is ja Lancashire'is leidus veejõudu vanutamise otstarbeks ja kivisütt kangaste pesemiseks ning värvimiseks. 1750 hakati töötlema uut kiudainet - puuvilla . Selle jaoks vanad villase riide tootmise traditsioonid ei sobinud, vajati uut tehnikat . Nõudmine kedruse järele ületas varsti käsitsi ketrajate tööjõudluse. Varemgi oli tehtud katseid kasutada tekstiilitööstuses masinaid: sukakudumismasin ja Lombe'i siidiketramismasin (1719). Töötasid korralikult, kuid ei levinud, sest turg oli kitsas . Puuvillase riide tööstus avas võimaluse asendada käsitsitöö masinatööga. Har-greaves'i (1764), Arkwrighti (1769) ja Cromptoni (1779) ketrusma-sinad andsid inimkäte jõul käitatavale tehnikale esimese tugeva hoobi: esmalt tootmise produktiivsuse tõstmise teel, seejärel mehaanilise energia kasutuselevõtuga tekstiilitööstuse algprotsessis - ketramisel. Suure tootlikkuse tõttu levisid need masinad laialt. Varsti ei jätkunud enam väikeste jõgede energiast nende töös hoidmiseks ja 1785 võeti tekstiilitööstuses kasutusele Watti aurumasin .
Rasketööstus
Peamised edusammud rasketööstuse vallas tehti mäenduse ja me­tallurgia alal. Sügavate kaevanduste rajamiseks tuli ehitada suuri masinaid. Huvitavaid andmeid annab Agricola raamat "De re metal­lica". Kõige raskem oli vee väljapumpamine. Agricola kirjeldab suru­ja imipumpi, koppade ahelaid. Kettpumba kotid olid täidetud hobuse-jõhviga. Chemnitzi veetõsteseade koosnes kolmest järjestikusest kettpumbast, alumine paiknes 660 jala sügavuses, käitati 24 hobusega. Imipump tõstis vett ainult 30 jala kõrgusele.
Kaubanduse ja tööstuse kasvu tõttu suurenesid linnad. Muutus tähtsaks veevarustus . Aastaks 1500 olid mitmed Saksamaa linnad varustatud võimsate veepumpamisseadmetega. Esimene kirjeldus Augsburgist (1550): vesiratastega käitatavad Archimedese kruvid tõstsid vee tornidesse, kust see torude kaudu laiali voolas. Londonis ehitas saksa insener Peter Morice (1582) London Bridge 'i lähedale selleks tõusu-mõõnaga töötava vesiratta . Pariisi esimene veevärk ehitati 1608.
Suurte ettevõtete rajamine nõudis suurt kapitali. 17. saj. keskel hakati ehitama kõrgahje. 1649 kulutasid 2 meest 6000 naela vasktraadivabriku ehitamiseks Esherisse. See kõik kuulutas üleminekut vabrikusüsteemile, mis toimus 18.-19. saj. Tsunftimeistrid ei suutnud uute ettevõtetega võistelda. Masinate rakendamist püüti takistada. Jõud, mis renessansiajal lõid teaduse ja 17. saj. jooksul selle arengut tiivustasid, raugesid sajandi lõpuks. Newtoni "Philosophiae naturalis principia mathematica" kirjutamise aegu ( 1685 -1686) hakkas huvi teadustöö vastu nõrgenema. Nähtus oli üldine, Inglismaal märgati seda teravamalt, kuna Kuningliku Ühingu tegevuse alguspäevil oli teadus inglaste silmis väga popp. Mõjus ka sotsiaalne ja majanduslik taust. Arengutõuke teadusele andsid 17. saj. aristokraatidest kaupme­hed. Nad olid huvitatud uute, teadusel põhinevate võtete kasutuse­levõtmisest meresõidul, kaubanduses ja tööstuses. Nüüd astus esile uus, rikkam, ent vähem ettevõtlik ja teadmishimuline sugupõlv. See pidas paremaks investeerida raha maavaldustesse, äritseti. Töösturid teaduse võimalusi ei tundnud . Tehnika areng siiski ei peatunud.
Rasketööstus rajanes kivisöel, kasutas täiustatud kaevandamis­viise ja veovahendeid, radikaalselt uusi raua ja terase sulatamise võtteid. Tehniline uuendus: raua sulatamine kivisöest saadud koksi abil. Esmakordselt tegi seda kveeker Abraham Darby (1709), aga jäi tähelepanuta. Tegelikult tähendas see tagasipöördumatut üleminekut agraarmajanduselt kivisöel põhinevale majandusele. Esikohal mitte enam toiduainete, vaid energia tootmine, olles sisuliselt siirdumine geotehnikalt paleotehnikale. Suurelt osalt leidsid otsustavad muu­tused aset esialgu ainult Inglismaal. Edusamme tegi ka Rootsi, kus Polhammer (1661-1751) konstrueeris seadmeid metalli lõikamiseks ja valtsimiseks. Üleminek kivisöel rajanevale majandusele muutis Põhja- ja Lõuna-Inglismaa jõudude vahekorda ning etendas tähtsat osa Sotimaa tõusus esmajärguliseks tööstuslikuks ja intellektuaalseks jõuks. Sealne vaesus koos kõrge haridustaseme ja puritaanlike tavadega muutus eeliseks. Prantsusmaa käis vanu radu. Masinaid ei kasutatud, erandiks ainult kuningalossi veevärk. Suur osa sealsete natuurfilosoofide jõupingutustest oli suunatud olemasolevate institut­sioonide kritiseerimisele, kuna mõisteti, et need pidurdavad majan­duslikku ja poliitilist arengut. Reaumur ( 1683 -1757) uuris terase tootmise probleeme, kuid traditsioonidest kinnihoidev tööstus ei toetanud teda. Tema avastused Prantsusmaal terasetööstust ei loonud. Alles sadakond aastat hiljem hakkasid inglise terasesulatajad tema ideedest kasu lõikama.
Uute jõumasinate otsingud
Veejõudu kasutati juba paljudes tööstusharudes: paberi, püssirohu ja naelte tootmisel, mõõkade tagumisel ja metallurgias. Vesirattad suurenesid vastavalt materjalide ja konstrueerimisvõtete täius­tamisele. 17. saj. algul võimsus kuni 20 hj. Katsetati konstruktsioone, mis panid edaspidi aluse veeturbiinile. Palju kasutati torntuulikuid, võimsus kuni 14 hj. eriti laialt Madalmaades.
Hakati otsima uusi primaarseid jõuallikaid. Aimati võib-olla ka aurus peituvaid võimalusi, esimesed katsed alles 16. saj. keskel. Puudus selgem ettekujutus auru loomusest ja omadustest, ei osatud eristada õhust. Pärast 1550. a., eriti aga 17. saj. hakati auru omadusi uurima ja aurujõu rakendamise meetodeid otsima. Katsetused prak­tilisi tulemusi ei andnud, otsingud olid aga teadlikud ja andsid koge­musi. Batista della Porta demonstreeris (1606), kuidas vett tõsta aururõhu tekitamise teel ja auru kondenseerimise teel kinnises anu­mas, kus kujuneb vaakum. Nendel võtetel rajanevad Worcesteri ja Savery aurumasinad. Salomon de Caus kirjeldas (1615) aurujõul töötavat purskkaevu (suletud kaanega teekannu põhimõte). Kat­setused lähenesid töökõlblikule aurumasinale.
Kogu 17. saj. vältel hoidis leidurite meeli elevil mõte tõsta vett tule abil. Põhiküsimus oli, kuidas panna atmosfäär tööd tegema. Lahen­duse andis Denis Papin. Hinnates õigesti auru kondenseerimise täht­sust, kirjeldas ta 1690 esmakordselt suletud termodünaamilist tsüklit. Töövõimelist konstruktsiooni ei õnnestunud tal luua. Esimese töökõlb­ liku aurujõul käitatava veetõsteseadme ehitas inseneriväekapten Thomas Savery. Sai patendi 1698. Kasutas kaht anumat, mis vaheldu­misi täideti vee väljatõrjumiseks auruga, järgnenud mahajahutamise tagajärjel toimus vee ülesimemine. Savery masinast praktilisemaks osutus Thomas Newcomeni konstruktsioon, mis ühendas kolvi ja silindri eraldi asetseva aurukatlaga. Universaalse aurumasina loojaks sai šotlane James Watt (1736-1819). Tänu Joseph Blacki avastatud latentsele soojusele tärkas Wattil mõte ümbritseda silinder aurusär- giga ja lisada auru kondenseerimiseks eraldi kondensaator . 1782 esitas Watt patendi kahepoolselt töötavale aurupaisumisega masinale, kus algupärane planetaarmehhanism tagas pöördliikumise. Hooratas, ven­tiil ja tsentrifugaalregulaator võimaldasid masinal ka järsul koormuse muutumisel säilitada ühtlast kiirust.
Kokkuvõtteks
Uuritavate teadusharude mitmekülgsusest hoolimata oli 17. saj. teadus ühtne. See ühtsus põhines kolmel asjaolul: teadlaste univer­saalsusel, ideede ja nende rakendusviiside ühtsusel. Teadlane oli toona võimeline uurima kõiki teadusi, mida sellal tunti. Newton oli mitte ainult matemaatik, astronoom , optik ja mehaanik, vaidtamõistis sügavuti ka keemiat.
Teaduse ühtsuse teiseks põhjuseks oli, et teadlaste juhtideed ja töövõtted olid põhiliselt matemaatilised ning rajanesid matemaatikal, mis oli üle võetud muinaskreeklastelt, kuigi ka araablased, hindud ja hiinlased olid sellesse oma panuse andnud. Matemaatikasuund ei toonud teadusele aga üksnes kasu, vaid seadis ka teatavad piirid uurimisaladele, ehkki need 17. saj. jäid märkamatuks. Nimelt: seda osa kogemuse valdkonnast, mida matemaatiliselt väljendada ei suudetud, kalduti kõrvale jätma.
Uue teaduse ühtsuse kolmandaks ja kõige iseloomulikumaks põh­juseks oli tema seos tehnika pakiliste päevaküsimustega. Tehnika erakordselt jõudus areng, mis oli alguse saanud 14. saj., kasvas välja traditsioonide hülgamisest. Mäeasjanduses ja metallitööstuses, veon­duses ja tekstiilitööstuses leitud lahendused olid tehnilist laadi , kuid traditsioone hüljates püstitasid nad uusi probleeme, mida uusaja teadus pidi lahendama . Paljud neist, eriti navigatsiooni, suurtükiasjan-duse ja mehaanika probleemid, püsisid kreeka teaduse tavade piires ning neile leiti kiiresti sobiv lahendus.
18. saj. lõpuni sai teadus tööstuselt palju enam, kui suutis ise tööstusele anda. Isegi hästi tuntud füüsikateaduse valdkonnas, mehaanika ja suurtükiasjanduse alal oli praktikute seisund ikka veel soodsam . Veskite täiustamine jäi veel kauaks veskimeistrite hooleks ja suurükkide täiustamine suurtükivalajate hooleks. Senikaua kui töötati niisuguste materjalidega nagu puit või viimistlemata valumetall , polnud uue matemaatika ja dünaamika täpsest meetoditest mingit kasu. Ainuke erand oli kellassepatöö. Siin läks keerukamate ülesannete täitmiseks – laevakronomeetrite konstrueerimiseks – paratamatult vaja õningaid dünaamikaalseid teadmisi.
Tehnika alal tundsid 17. saj. inimesed, et nad on jõudnud kaugemale mitte ainult oma eelkäijatest renessansiajastul ja keskajal, vaid isegi muistse Kreeka ja Rooma peaaegu legendaarsetest saavutustest. Tärkas äratundmine, et see on alles algus ja edasiminekuks leidub piiramatuid võimalusi. Idee, mis keskaja inimesele nii võõraks osutus, ehkki polnud tundmatu antiikmõtlejatele, alustas võidukäiku.