Продолжение
Потребности развивающегося промышленного производства вызвали к жизни новые социальные технологии. Важнейшей из них была научная организация труда. Основоположником этого направления является американский инженер Ф. Тейлор. Его система научной организации труда включала в себя: научные основания производства, научный подбор кадров, обучение и тренировку, организацию взаимодействия между управляющими и рабочими. Тейлор ввел конкретные требования по научному изучению элементов производственного процесса: разделение целостного процесса на минимальные части, наблюдение и запись всех этих элементов и условий, в которых они совершаются, точное измерение этих элементов по времени и по затрате сил. Для этого Тейлор начал использовать хронометраж действий рабочих. Идеи научной организации труда в России развивали А.А. Богданов (создатель теории тектологии - всеобщей организационной науки), А.К. Гастев (основатель Центрального института труда) и другие.
Система Тейлора значительно увеличивала производительность труда, но одновременно превращала работника в придаток к машине. Позже начинается развитие альтернативного подхода к организации труда. Начало ему положил Хотторнский эксперимент, проведённый Э. Мэйо в 1927-1932 годах на одном из чикагских заводов. Первоначально целью было установить влияние освещённости на производительность труда. Но в ходе исследования были получены неожиданные результаты: производительность труда возросла не только у той группы, которой меняли режим освещения, но и у контрольной группы, работавшей в прежних условиях. Отсюда был сделан вывод о необходимости большего внимания проблемам мотивации работника, неформальных систем коммуникаций, взаимодействия исполнителей и руководителей при принятии решений. Возникло такое понятие, как организационная культура. Стахановское движение в СССР можно считать реализацией идей, отчасти пересекающихся с выводами хотторнского эксперимента (в первую очередь большей вовлечённостью рабочих в процесс производства и принятия решений).
Идея рациональной научной организации труда удачно сочеталась с принципами массового производства. Как мы уже писали, впервые эти принципы использовал Форд при производстве легковых автомобилей. В дальнейшем свои принципы организации производства Форд применял в сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, военной промышленности и т.д. На долгое время слово “фордизм” стало в разных странах синонимом ориентации на технологии массового производства, а “тейлоризм” - рациональной организации труда (и одновременно безжалостной эксплуатации человека). Постепенно идеология “фордизма” овладела большей частью руководителей промышленности разных стран. Принципы Тейлора и Форда (обычно без указания на происхождение) широко использовались в СССР. Ряд советских хозяйственных руководителей непосредственно перенимал опыт Форда, стажируясь на его заводах (например, И.А. Лихачёв, директор автомобильного завода АМО, затем министр автомобильной промышленности СССР).
Успехи советской индустриализации в значительной мере базировались на использовании методов массового производства и рациональной организации труда. Но настоящий триумф этих принципов наступил во время Великой Отечественной войны. Победа СССР в ней была обеспечена в первую очередь эффективной работой военной экономики, обеспечившей армию огромным количеством военной техники. Это достижение стало возможным благодаря тому, что советская промышленность, имея изначально меньшую мощь, чем индустрия Германии и покорённых ею стран, понеся значительные потери в начальный период войны, сумела превзойти немецкую в области организации производства. В этот период способными организаторами военной промышленности проявили себя В.А. Малышев, И.М. Зальцман, Ю.Е. Максарёв (танковая промышленность), Д.Ф. Устинов, А.С. Елян, А.И. Быховский, П.И. Паршин (артиллерийская промышленность), А.И. Шахурин, А.А. Белянский, С.И. Агаджанов (авиационная промышленность), Б.Л. Ванников (производство боеприпасов) и многие другие.
Переход к массовому производству привёл к серьёзным изменениям в технологиях. В первую очередь этот переход затронул сборку, где началось широкое использование конвейера. Конвейер механизировал перемещение собираемого агрегата по цеху от одного рабочего места к другому. Смысл был не только в том, чтобы экономить рабочее время, затрачиваемое на перемещение деталей, но и в том, чтобы задавать темп работы. Конвейер предьявляет серьёзные требования к организации производства и дисциплине, взамен интенсифицируя труд. В то же время конвейерная сборка даёт возможность более дробно разделить операции и поэтому предъявляет меньше требований к работнику, которому достаточно уметь квалифицированно выполнять всего одну операцию. Это свойство конвейера было особенно важно в тех случаях, когда промышленности приходилось “переваривать” большие объёмы неквалифицированной рабочей силы. Например, при бурном росте некоторых отраслей или же во время войны, когда надо было искать замену призванным в армию рабочим.
Другим важным изменением технологии стало распространение технологии штамповки, то есть изготовления детали путём давления на заготовку штампом. Применение штамповки позволяло значительно сократить по сравнению с обработкой резанием потери материала и затраты рабочей силы и поэтому стало отличительной чертой массового производства. Наряду с горячей штамповкой распространение получает холодная листовая штамповка, позволявшая получать разнообразные тонкие детали, от стрелок наручных часов до элементов кузова автомобиля. Для штамповки использовались молоты и прессы. Наряду с паровыми молотами начали использовать пневматические молоты (в основном небольшой мощности), частота ударов которых доходила до 500 в минуту, и молоты смешанного паровоздушного типа. Ещё одно новое изобретение, бесшаботные молоты, в которых обработка детали осуществлялась встречными ударами двух баб, позволили избегать вредных эффектов (сотрясение здания) и не требовали мощного фундамента. Особенно быстро развивались кузнечные прессы. Больших успехов в этой области достигла в 20-е - 30-е годы промышленность Германии (фирма “Шлеман”), производившая уникальные сверхмощные прессы усилием до 15 тысяч тонн (предназначенные для военного судостроения и авиастроения). СССР в начале индустриализации в основном получал кузнечно-прессовое оборудование из-за границы. Только во второй пятилетке удалось значительно увеличить собственное производство молотов и прессов. Достижением советских инженеров 30-х годов стало изготовление штамповкой вагонных колёс. В период Великой Отечественной войны штамповкой изготовлялись такие крупные детали, как винты самолётов, картеры авиадвигателей и даже башни танков. В СССР началась разработка новых перспективных методов прессования - взрывного и гидростатического.
Наиболее эффективным способом изготовления изделия из металла было и остаётся литьё. Массовое производство привело к распространению метода литья в многоразовые металлические формы - кокили. Идёт механизация труда литейщиков - применение пескоструйных машин для очистки отливок, формовочных машин, конвейерного литья и т.д.
В области сварки огромное значение имело изобретение в СССР под руководством О.Е. Патона автоматических аппаратов для сварки под флюсом. Автоматическая сварка поднимала производительность труда, позволяла получать сварные швы одинаково высокого качества, снижала требования к квалификации сварщика. Активное применение этого метода началось в 1942 году на танковом заводе № 183 в Нижнем Тагиле и позволило значительно увеличить производство танков. Опыт применения автоматической сварки после войны был перенят и другими отраслями промышленности.
В обработке металлов резанием переход к массовому производству привёл к распространению высокопроизводительных специализированных станков, способных одновременно обрабатывать несколько деталей или осуществлять несколько однотипных операций с одной (например, одновременно сверлить несколько отверстий). Появилась концепция типизации, в соответствии с которой схожие задачи разработки технологических процессов резания при изготовлении разных деталей объединялись в группы, для которых вырабатывалось единое комплексное решение. Успешное изучение новых сплавов позволило применить новые материалы для режущих инструментов, значительно увеличившие производительность. С 1926 года применяются металлокерамические карбидовольфрамовые сплавы, с 1931 - двухкарбидные вольфрамо-титановые и трехкарбидные вольфрамо-титано-танталовые. Разрабатывались оптимальные формы режущих инструментов. Развитие станкостроения в СССР пошло по пути создания автоматических станков, которые не только уменьшали потребность в работниках, но и обеспечивали более высокую точность изготовления деталей. Первая в мире автоматизированная линия (то есть линию связанных общим транспортом автоматических станков, расположенных в порядке последовательности выполнения операций) была пущёна на Сталинградском тракторном заводе в 1939 году. После войны развитие автоматизированного производства в СССР продолжалось. В 1949 году в Ульяновске вступил в строй первый в мире комплексный автоматизированный завод, производивший автомобильные поршни, который обслуживало всего 9 человек.
Принципиально новым технологическим достижением ХХ века стало развитие электронной техники. Первым важным шагом на этом пути стало появление радио. Первым в мире создал передающее и принимающее радиоволны устройство А.С. Попов. Но из-за невнимания Попова к проблемам патентования патент на радио был получен первым итальянским изобретателем Маркони. В результате именно его во всём мире считают изобретателем радио. Своё применение новое изобретение нашло в первую очередь в военном деле, для быстрой надёжной связи между кораблями. Вслед за тем удобство радиосвязи оценили сухопутные войска. В ходе Первой мировой войны радиосвязь использовалась в основном высшими командными инстанциями (в том числе и в русской армии). Для перехвата и изучения радиограмм противника появляется радиоразведка. В период Второй мировой войны радиосвязь доходит до командира пехотной роты, до отдельного самолёта или танка. Использование радиосвязи позволило значительно повысить темпы развития боевых действий, обеспечило более тесное взаимодействие родов войск на поле боя.
Распространению радиосвязи способствовало изобретение электронной лампы - диода (английский изобретатель Флеминг в 1904 году), а затем и триода (американским инженером Форестом в 1907 году). Использование ламп позволило осуществить радиотелефонную связь. До Первой мировой войны широкому распространению ламповых радиостанций мешала фирма Маркони, владевшая патентом на искровые радиопередатчики. В 1915 году появился эффективный способ откачки воздуха, приведший к появлению вакуумных ламп. В 1920 году советский учёный М.А. Бонч-Бруевич изготовил первую генераторную лампу с водяным охлаждением, имевшую небывалую до того мощность. В 1923 году он же установил, что надёжная дальняя радиосвязь возможна не только на длинных, но и на коротких волнах, что позволило значительно уменьшить размеры передающих станций.
Наряду с военным быстро нашлось и мирное применение радиосвязи. Регулярное радиовещание началось в США фирмой “KDKA” в 1920 году. Была передана программа новостей, сообщающая об избрании президентом У. Хардинга. Это первенство оспаривается Канадой. В России началом радиовещания стала трансляция 17 октября 1922 года концерта классической музыки. С 1923 года передачи пошли в эфир регулярно. Начало первых радиопередач привело к превращению радиоприёмников в товары массового спроса. Появились первые модели радиоприёмников, использование которых не требовало специальной подготовки. Радио стало новым средством массовой информации, охватывающим значительно большую аудиторию, чем газеты. Многие политические режимы использовали радиовещание как наиболее эффективное средство ведения пропаганды.
Начинается развитие телевидения. Этот термин ввёл в оборот русский военный инженер К.Д. Перский в своём докладе на Международном электротехническом конгрессе в Париже. В 1903 году российский учёный Б.Л. Розинг создал систему передачи изображения с помощью электронно-лучевой трубки, позволявшую передавать изображение простых геометрических фигур. В 1920-е годы Розинг значительно усовершенствовал свою систему, которая смогла передавать более сложные изображения. Аналогичные системы разрабатываются в США, Германии и других странах. В 1931 году появился иконоскоп, практически одновременно разработанный в СССР С.И. Катаевым и в США В.К. Зворыкиным. Русский эмигрант Зворыкин, ученик Розинга, стал создателем телевидения в США. Первоначально развитие советского телевидения не отставало от американского. С 1931 года в СССР начинаются первые экспериментальные телепередачи. Регулярное телевещание начинается с 1934 года. С 1935 года в СССР начат выпуск телевизоров (в виде набора деталей, которые покупатель должен был собрать дома самостоятельно). В конце 30-х годов разложение изображения в советских телепередачах всё ещё оставалось недостаточным для качественной передачи картинки - всего 343 строки. Число телезрителей было небольшим.
Другим применением радиоэлектроники в военном деле стала радиолокация. Излучая радиоволны, можно было по отраженному от цели сигналу выяснить её направление и удаление от источника излучения. Этот эффект был обнаружен ещё И.С. Поповым в 1897 году. В 1904 году К. Хюльсмайер получил патент на идею обнаружения кораблей с помощью отраженных радиоволн. В 1921 году американец А.У.Халл изобрел магнетрон, который можно было использовать как источник СВЧ-излучения, в том числе для радаров. В 30-е годы технология радиолокации достигла уровня, позволявшего от экспериментов перейти к реальному использованию в военном деле.
Первой радиолокационной станцией (РЛС) стал разработанный советским инженером П.К. Ощепковым “электровизор”. В 1935 году радиолокация получила первое коммерческое применение: во Франции на лайнере "Нормандия" был установлен т.н. "Детектор препятствий", а в 1936 году в порту Гавра был установлен т.н. "Радиопрожектор" для обнаружения судов, входящих в гавань и покидающих ее. В том же году РЛС впервые была установлена на боевой корабль - эсминец ВМФ США “Лири”. Эта установка получила название РАДАР (сокращенное обозначение от "Radio Detection And Ranging", т.е. "Прибор для радиопеленгации и измерения"). В СССР перед Великой Отечественной войной были созданы и производились серийно РЛС РУС-1 и РУС-2.
В ходе Второй мировой войны радары использовались в системе ПВО для обнаружения воздушных налётов и на флоте как для обнаружения самолётов, так и для поиска целей ночью и в сложных погодных условиях. Некоторые истребители оснащались радиолокационными прицелами (также для действий ночью). Наибольшее развития радиолокация получила в США. Превосходство американский вооруженных сил в этой области оказало существенное влияние на ход боевых действий на Тихом океане. Значительно меньшее значение радиолокация имела в ходе Великой Отечественной войны, поскольку авиация на советско-германском фронте действовала преимущественно на малых высотах. Дальнейшее ускоренное развитие в этой области продолжилось уже после войны.
Потребности науки во всё более и более сложных вычислениях привели к появлению электронных вычислительных машин (ЭВМ). На роль создателя первого компьютера имеется несколько претендентов. В Германии ЭВМ конструировал К. Цузе. Первый прототип под названием V-1 он построил в 1936-1938 годах, а в 1941 - более совершенную ЭВМ Z-3. Машины Цузе использовали двоичную систему вычислений, были программируемы (Цузе разработал для них набор команд, которые стали фактически первым языком программирования), функция вычисления и хранения памяти были разделены. Машины Цузе использовались немецкими авиастроителями, в том числе при проектировании крылатых ракет V-1. Но поскольку Цузе использовал в своей ЭВМ не электронные лампы, а электромеханические реле, то его приоритет как создателя компьютера оспаривается.
Одновременно с Цузе в США ЭВМ создавали Дж. Атанасов и К. Берри. Первая экспериментальная модель для проверки принципов работы построена в 1939. Более сложный образец, предназначенный для решения алгебраических уравнений с большим числом неизвестных (до 30) был готов в 1942 году, хотя и не до конца отлажен. Работа Атанасова и Берри была прервана Второй мировой войной и не возобновлялась.
Начавшаяся война, похоронив проект Атанасова, создала выгодные условия для других аналогичных исследований. Для новых артиллерийских орудий требовались таблицы стрельбы (причём для разных климатически условий), составление которых требовало многочисленных вычислений, ошибки в которых были недопустимы. Компания IBM начала разработку ЭВМ для этой задачи. В результате 1944 году начала работу ЭВМ Марк-1, разработаннай Г. Эйкеном, использовавшая, как и ЭВМ Цузе, электромеханические реле.
В Великобритании в 1944 году появился компьютер на электронных лампах - “Колоссус”, разработанный А. Тьюрингом. “Колоссус” был программируемым, но предназначенным для довольно узких функций - разгадывания вражеских секретных кодов. Из-за специфики применения существование этой ЭВМ долгое время было скрыто. Поэтому первым компьютером обычно считается американская ЭВМ ENIAC, разработанная и построенная в 1943-1946 годах под руководством Дж. Моучли и Дж. Эккерта. Эта ЭВМ, как и Марк-1, предназначалась в первую очередь для составления таблиц стрельбы для артиллерийских орудий. В ней использовалось 18 тысяч электронных ламп. В работе над ENIAC участвовал в качестве консультанта математик Дж. фон Нейман, сформулировавший теоретические основы ЭВМ (авторство фон Неймана по отношению к этим принципам до сих пор оспаривается). В дальнейшем эти идеи были воплощены в ЭВМ EDVAC.
В СССР первые ЭВМ были созданы под руководством С.А. Лебедева. В 1950 году он завершил работу над ЭВМ МЭСМ. МЭСМ считается одной из первых ЭВМ, производившихся серийно (наряду с разработанной Эккертом и Моучли UNIVAC, серийное производство которой началось в том же 1951 году). На этой машине проводились расчёты для советской атомной и космической программ. В 1952 году появилась разработанная Лебедевым более производительная ЭВМ БЭСМ (10 тысяч операций в секунду).
В целом научно-техническое развитие в эпоху мировых войн шло небывало бурными темпами. В этот период были заложены основы для будущей научно-технической революции. Достижения первой половины XX века были обусловлены как реализацией теоретических идей предыдущего столетия, так и новыми прорывами научной мысли. Значительно возросла взаимосвязь науки и техники. Теперь одна из этих областей человеческой деятельности стала фактически неотделима от другой. Огромную роль в научно-техническом развитии играли потребности общества. С одной стороны, соперничество государств между собой в эпоху мировых войн приводило к росту военных расходов как в военное, так и в мирное время. Значительная доля этих расходов попадала в распоряжение науки. Развитию техники способствовали не только военные потребности государства, но и рост благосостояния населения, начавшееся формирование цивилизации потребления. Всё это привело к развитию массового производства. Шел процесс формирования техносферы, без которой ныне немыслимо существование человечества.