Šioje temoje MES
- Aptarsime ugnies įvaldymo ir rato išradimo reikšmę.
- Nustatysime, kaip garo variklis pakeitė gamybos procesą ir žmonių gyvenimą.
- Įvertinsime elektros atsiradimo svarbą.
Pirmieji žingsniai žmonių bendruomenių link
Šį vadovėlį parašė žmonės ar dirbtinis intelektas? Ar mokytojas šiandien užduos daug namų darbų? Į futbolo treniruotę važiuoti autobusu ar eiti pėstute? Kasdien mums kyla daugybė klausimų – taip norime geriau pažinti pasaulį arba pasilengvinti kasdienes užduotis. Per visą istoriją žmogaus smalsumas skatino klausti ir kurti išradimus. Galiausiai išradimai ne tik palengvino kasdienį gyvenimą, bet ir pakeitė visuomenes, civilizacijas. Kiekvienas išradimas pastūmėjo žmoniją link taško, kuriame esame šiandien. Tad pažvelkime, kaip jame atsidūrėme.
Ugnies įvaldymas yra viena svarbiausių civilizacijos radimosi sąlygų, siejamų su tolesniu žmonių tobulėjimu (16.1 pav.). Ugnis pradėta naudoti prieš maždaug milijoną metų, bet tiksliai nustatyti, kada žmonės įskėlė pirmąsias kibirkštis, – net archeologams sunkiai įveikiama užduotis.

Pradžioje ugnis buvo natūralus reiškinys, sukeltas žaibų ar ugnikalnių išsiveržimų. Tad žmonėms ji buvo matyta, neretai jos baimintasi kaip griaunančios jėgos. Ilgainiui žmonės pastebėjo, kad ugnis ne tik šildo, bet ir saugo nuo plėšrūnų, padeda kitaip paruošti maistą, todėl pradėjo ieškoti būdų, kaip ją įkurti ir išsaugoti. Ugnies įkūrimo būdas – galbūt netyčia aptiktas, galbūt atrastas po daugybės bandymų trinant ar daužant akmenis – buvo perduodamas iš kartos į kartą. Tai leido žmonėms plėsti savo teritorijas, ieškoti naujų maisto šaltinių ir kurti sudėtingesnes bendruomenes.
Įvaldžius ugnį įvyko keli esminiai žmonių gyvenimo pokyčiai:
- Ugnis leido virti ar kepti maistą. Taip apdorotas maistas, ypač pagrindinis medžiotojų valgis – mėsa, tapo ne tik skanesnis, bet ir lengviau virškinamas. Žmonės rečiau apsinuodydavo, tad mažėjo su tuo susijusių susirgimų ir mirčių.
- Ugnis suteikė šilumą ir saugojo nuo plėšrūnų – tai leido žmonėms gyventi įvairiomis klimato sąlygomis, įskaitant šaltuosius regionus.
- Ugnis buvo būtina metalams lydyti, keramikai žiesti, sudėtingesniems įrankiams ir daiktams gaminti.
- Ugnis padėjo ir vėliau plėtojant žemės ūkį – ruošiant dirvožemį ir naikinant piktžoles. Tai prisidėjo prie sėslumo ir bendruomenių kūrimosi, žmonių būrimosi į didesnes grupes, kurias vienijo ta pati teritorija.
Kitas, jau ne gamtos, o žmogaus sugalvotas (nors, matyt, irgi įkvėptas gamtos formų) kūrinys – ratas. Šis vienas seniausių ir labiausiai žmonių gyvenimą pakeitusių išradimų, sukurtas apie 3500 m. pr. Kr. tuometėje Mesopotãmijoje (dabartinėje Irãko valstybės teritorijoje), palengvino keliones, krovinių gabenimą ir prekybą. Tačiau pirmieji ratai buvo naudojami ne transportui, o keramikos gamybai – paprasti mediniai diskai, pagaminti iš vientiso medienos gabalo, veikė kaip staklės puodams žiesti. Tik dar po 500 metų ratas pradėtas naudoti transporto priemonėms – vežimams (16.2 pav.). Pirmieji ratiniai vežimai, traukiami gyvūnų, leido patogiau vežti prekes ir žmones. Su laiku rato konstrukcija tobulėjo, jis buvo sustiprintas kitomis medžiagomis, pavyzdžiui, metalu. Taigi ir vežimai tapo patvaresni, jais žmonės galėjo greičiau keliauti, pervežti prekes iš vienos vietos į kitą – atsirado galimybių plėstis civilizacijoms.

Rato reikšmė svarbi įvairiose kultūrose, jis sudarė kelionių ir vėlesnės mašinų pažangos pagrindą. Nuo rato išradimo neatsiejamas ir po kelių tūkstančių metų sukurtas automobilis. Jis XIX a. pabaigoje iš esmės pakeitė žmonių santykį su pasauliu (16.3 pav.): suteikė judėjimo laisvę, skatino miestų pertvarką ir plataus kelių tinklo tarp valstybių kūrimą, o svarbiausia – leido sausuma pasiekti net tolimiausias vietas.

Klausimai ir užduotys
- Kodėl ugnis yra natūralus, o ratas – nenatūralus dalykas?
- Šioje temoje išvardyti keturi žmonių gyvenimo pokyčiai, įvykę įvaldžius ugnį. Kuris iš jų, jūsų manymu, yra svarbiausias? Atsakymą pagrįskite.
- Kokiam tikslui pirmiausia naudotas ratas? Kokioms reikmėms pradėtas naudoti vėliau?
Ne amžinasis, bet vienas svarbiausių variklių žmonijos istorijoje
Ratus matote kasdien, su ugnimi taip pat susiduriate (pavyzdžiui, degate žvakes, stovyklaudami kuriate laužą), tačiau kai kurių svarbių išradimų galėjote ir nepastebėti, nes jie – tik suaugusiųjų darbovietėse, pavyzdžiui, fabrikuose. Vienas tokių – garo variklis, arba garo mašina. Garo mašinos veikimo principas paprastas: kaitinant vandenį išsiskiria garai, o jų slėgis judina stūmoklius. Taip gaunama energija, kurią galima panaudoti įvairiausiems garvežių, garlaivių, hidroelektrinių ir, žinoma, fabrikų mechanizmams. Apie tai daug mokysitės per fizikos pamokas, o dabar išsiaiškinsime, kaip ir kada žmonės sumeistravo garo mašiną.
Iki išrandant garo mašiną, daug darbų buvo atliekama rankomis arba panaudojant gyvūnų jėgą. Pirmosios garo mašinos sukurtos XVII a., tačiau dar šimtmetį užtruko, kol jos buvo ištobulintos ir pritaikytos įvairiems darbams atlikti. Britų išradėjo Tomo Niukomeno (Thomas Newcomen) 1712 m. sukurta garo mašina buvo naudojama vandeniui siurbti, tačiau ji turėjo nemažai trūkumų. Po kelių dešimtmečių kitas britų inžinierius – Džeimsas Vatas (James Watt, 1736–1819) – patobulino T. Niukomeno įrenginį. Jo garo mašina (16.4 pav.) buvo galingesnė ir patikimesnė, todėl pradėta plačiai naudoti pramonėje.
Atsiradus garo mašinoms gamybos procesai vyko daug greičiau, palyginti su įprastu rankų darbu, todėl buvo galima per trumpesnį laiką pagaminti daugiau daiktų. Pradėti statyti didžiuliai fabrikai, kuriuose mechaniniu būdu buvo gaminami drabužiai, maistas ir kita. Tai padėjo sukurti daug darbo vietų žmonėms, turintiems prižiūrėti šiuos naujus procesus, ir kartu skatino miestų augimą (16.5 pav.).
Taigi garo mašinos išradimas buvo labai svarbus indùstrijos (pramonės) plėtrai. Galime įsivaizduoti, kad industrija veikia kaip didelė gamybos mašina, kurioje dirba daug žmonių ir taikomos įvairios technologijos, kad būtų sukurti visiems reikalingi gaminiai, pavyzdžiui, žaislai, apranga, maistas. Šis išradimas paskatino inžinerijos bei technologijų pažangą (16.6 pav.), įskaitant vidaus degimo variklius ir elektros energiją.

Klausimai ir užduotys
- Paaiškinkite garo mašinos veikimo principą.
- Kaip žmonių gyvenimą pakeitė garo mašina?
- Kas yra industrija? Ar ji vis dar egzistuoja?
TYRINĖKITE!
Pasidomėkite, ar šiais laikais tebenaudojamos garo mašinos. Jeigu taip, kur ir kokiais tikslais?
Tebūnie šviesa!
Elektra kaip reiškinys buvo žinoma jau senovėje. Dar 600 m. pr. Kr. gyvenęs graikų filosofas Talis Miletietis (Thalēs ho Milēsios) pastebėjo, kad patrintas į audinį gintaras gali pritraukti lengvus daiktus, t. y. turi elektrinių savybių. Tačiau žmonės dar ilgai užtruko, kol rado būdą, kaip išgauti (ir panaudoti) elektrą. Tik XVIII a. pab. – XIX a. pr. italų fizikas Alesandras Džuzepė Volta (Alessandro Giuseppe Volta) sukūrė pirmąjį nuolatinės elektros srovės šaltinį – Voltos elementą (bateriją). Juo sekusiam britų fizikui Maiklui Faradėjui (Michael Faraday), kuris XIX a. pradžioje daug eksperimentavo su elektra, pavyko sukurti pirmąjį elektromagnetinį elektros srovės generatorių. Elektros energijos naudojimas leido paspartinti fabrikų gamybos procesus, skatino ekonomikos plėtrą ir stipriai prisidėjo prie geresnės žmonių buities. Elektra ilgainiui tapo daugelio kitų išradimų – kompiuterių, ryšio sistemų (interneto), medicinos įrangos ir panašiai – pagrindu.
Su elektra susijusius išradimus vainikavo XIX a. pabaigos išradimas, paprastai siejamas su Jungtinių Amèrikos Valstijų (JAV) išradėju Tomu Alva Edisonu (Thomas Alva Edison, 1847–1931). Šis amerikietis sukūrė ir patentavo daugiau nei tūkstantį išradimų (16.7 pav.), tačiau šiandien geriausiai žinomas dėl elektros lemputės (16.8 pav.). Juk elektros lemputes matome ir naudojame kasdien! Pramankštinkite akis ir kaklą – apsižvalgykite ir suskaičiuokite, kiek klasėje matote elektros lempučių. Dabar grįžkime prie jų atsiradimo.
Dar prieš T. Edisonui imantis darbo, XIX a. pirmoje pusėje elektros lemputę sukūrė britas Vorenas de la Riu (Warren de la Rue). Jo lemputė turėjo ploną platininį siūlelį, todėl buvo per brangi gaminti, juolab naudoti. Beveik po pusės šimto metų T. Edisonui pavyko sukurti pigesnę elektros lemputę su angliniu siūleliu. Elektros lemputės tapo prieinamos visiems, atsirado galimybė jomis apšviesti tiek privačius namus, tiek viešąsias erdves, todėl žmonės galėjo patogiau dirbti ar ilsėtis ir tamsiuoju paros metu.
Kiekvienas šių išradimų yra svarbus žingsnis žmonijos istorijoje. Jie rodo ne tik žmonių kūrybingumą, veržlumą, bet ir gebėjimą prisitaikyti, keistis (A šaltinis). Nauji išradimai prisideda prie buities supaprastinimo, leidžia žmonėms daugiau laiko skirti kūrybai, bendravimui. Be abejo, išlieka iššūkis suderinti pažangą su atsakomybe, užtikrinti, kad kiekvienas naujas išradimas būtų panaudotas geriems tikslams.
A šaltinis. Apie išradėjų gausą tarpukario Lietuvojè
Nors statistika negausi, bet tenka pripažinti, kad turime labai daug išradėjų. Teisingiau, turime daug norinčių būti ar įsivaizduojančių esant išradėjais. Patentų įstaigą beveik kasdien aplanko naujas išradėjas, o kartais per dieną aplanko ir keli išradėjai. <…> Vikrus vyrukas atneša nedidelį veidrodėlį… Tokį veidrodėlį, kokių galima pirkti kiekvienoje parduotuvėje. Veidrodėlis rėmeliuose. Rėmelyje atramėlė, kad veidrodėlį būtų galima pastatyti ant stalo. Ir tame paprastame veidrodyje išpiauta apvali skylė. Išradėjas atėjo užpatentuoti tą… skylę. Išradėjui valdininkas aiškina, kad kiekvienas gali išpiauti tokią skylę. Paprastą apvalią skylę. Pagaliau klausia išradėją, kam ta skylė veidrodyje reikalinga, kokią ji galės turėti praktinę reikšmę. Išradėjas išdidžiai paaiškina: „Ot aš arba tamsta turime gerbiamą žmogų, ot aš turiu to gerbiamo žmogaus fotografiją ir įdedu į tą skylę. Žiūriu savo veidą veidrodyje ir kartu matau gerbiamo žmogaus fotografiją. Ar ne genialus išradimas?..“
Juozas Kazys Beleckas, „Lietuvoje labai daug išradėjų“, Lietuvos aidas, 1936 m. lapkričio 14 d., p. 4.
Klausimai ir užduotys
- Kodėl šaltinio autorius teigia, kad Lietuvoje buvo daug išradėjų?
- Koks išradimas aprašytas šaltinyje?
- Ar šaltinyje aprašytas tikras išradimas? Kodėl taip manote?
Klausimai ir užduotys
- Kas laikomas elektros lemputės išradėju? Paaiškinkite, kodėl.
- Paaiškinkite A. Voltos ir M. Faradėjaus indėlį pritaikant elektrą žmonių poreikiams.
- Išvardykite ne mažiau kaip tris namuose naudojamus prietaisus, kuriems būtina elektros energija. Kuo tie prietaisai jums naudingi?
TYRINĖKITE!
Išradimų pasaulyje puikiai žinomas ir Nikolos Teslos (Nikola Tesla) vardas. Parenkite pristatymą arba plakatą apie šį išradėją ir jo svarbiausius išradimus.
APIBENDRINAMIEJI KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS
- Palyginkite, kokį poveikį žmonių gyvenimui ugnies įvaldymas ir rato sukūrimas turėjo prieš 150–200 metų ir kokia jų reikšmė jūsų gyvenime.
- Paaiškinkite, kaip garo mašina pakeitė gamybos procesą ir žmonių gyvenimą.
- Įvertinkite, kuo elektra buvo svarbi XIX a. – XX a. pradžioje ir kuo ji svarbi dabar.
TYRINĖKITE!
Suskaičiuokite, kiek jūsų namuose yra prietaisų, kuriems būtina elektros energija. Nustatykite, kuriems iš jų elektros energijos reikia daugiausia.
IŠSAKYKITE SAVO NUOMONĘ
Technologijos labai palengvina kasdienybę. Tačiau ar jums neatrodo, kad naudodami vis daugiau technologijų mes vis mažiau mokame padaryti patys? Atsakymą pagrįskite.