سال‌های سرعت و دگرگونی

تاریخ فناوری قرون وسطی تاریخ یک توسعه آهسته اما بنیادین بود. در دوره پس از آن سرعت تغییرات به شکلی چشم‌گیر افزایش یافت و با دگرگونی‌های اجتماعی، سیاسی، مذهبی و فکری ژرف در اروپای غربی همراه بود.

پیدایش دولت – ملت، بروز شکاف در کلیسای مسیحی بر پایه اصلاحات پروتستان، رنسانس و انقلاب علمی همراه با آن و گسترش کشورهای اروپایی در خارج از مرزهای خودشان همگی با فناوری در حال توسعه پیوند داشت. چنین گسترشی پس از دستیابی به پیشرفت‌هایی در فناوری دریایی امکان‌پذیر شد که مسیرهای اقیانوسی را به روی دریانوردان غربی باز کرد.

سفرهای اکتشافی به‌مرور به امپریالیسم و استعمار تبدیل شد. ترکیب کشتی‌های سبک دارای قابلیت مانور با قدرت شلیک توپ‌های آهنین به ماجراجویان اروپایی برتری قاطع داد و دستاوردهای فناوری تقویت شد. گرچه اصلاحات عاملی مهم در تاریخ فناوری نبود، اما با آن پیوند داشت.

ظرفیتی که در چاپخانه‌های جدید برای انتشار همه دیدگاه‌ها ایجاد شد، به دگرگونی‌های مذهبی کمک کرد. جنبش فکری برانگیخته‌شده توسط اصلاحات به بیان روشن ویژگی‌های حرفه‌ای منجر شد که فعالیت‌های صنعتی، تجاری و نوآوری‌های فنی را تحریک کرد. گرایش بسیاری از مخترعان و دانشمندان آن دوره که کالوینیست، پیوریتن و در انگلستان از مخالفان بودند، نشان‌دهنده ماهیت اشتیاقی است که ایجاد شد.

---

دوره رنسانس

---

دوره رنسانس نسبت به اصلاحات به شکلی آشکار محتوای فناورانه بیشتری داشت. مفهوم «رنسانس» گریز است. از آنجا که دانشمندان قرون وسطی پیش‌تر موفق به بازیابی کامل میراث ادبی جهان باستان شده بودند، رنسانس به‌عنوان «تولد دوباره» دانش بیشتر نقطه‌ای را نشان داد که گذار از احترام به پیشینیان برای جایگزینی با نگرش آگاهانه، پویا و پیشرو آغاز شد.

مردان دوره رنسانس حتی در نگاه به الگوهای کلاسیک نیز به‌دنبال راه‌هایی برای بهبود آنها بودند. این نگرش به‌طور برجسته در نبوغ لئوناردو داوینچی دیده می‌شود. او به‌عنوان هنرمندی با ادراک ابتکاری توسط معاصرانش شناخته شد، اما برخی از نوآورانه‌ترین آثار او که در یادداشت‌هایش ثبت شده، در زمان خودش تقریباً ناشناخته بود.

این نوآوری‌ها شامل طرح‌های مبتکرانه برای زیردریایی، هواپیما، هلیکوپتر، نقشه‌هایی از گروهی از چرخ‌دنده‌های پیچیده و الگوهای جریان مایعات بود. سال‌های نخست قرن شانزدهم هنوز آماده دریافت این نوآوری‌ها نبود؛ آنها نیاز اجتماعی خاصی را برآورده نمی‌کردند و منابع لازم برای توسعه آنها در اختیار نبود.

یکی از جنبه‌های رنسانس که بیشتر اوقات نادیده گرفته شده، انقلاب علمی همراه با آن است. این مفهوم همانند خود اصطلاح رنسانس پیچیده است و به رهایی فکری از دنیای باستان مربوط می‌شود. اقتدار ارسطو در دینامیک، بطلمیوس در نجوم و جالینوس در پزشکی برای قرن‌ها بدیهی انگاشته می‌شد.

این اقتدار در آغاز قرن شانزدهم به چالش کشیده و سرنگون شد و دانشمندان با مشاهده و آزمایش به ایجاد الگوهای تشریحی جدید از جهان طبیعی پرداختند. یکی از ویژگی‌های برجسته این الگوها این بود که آنها تجربی بودند و هرگز اعتبار اقتدارگرایانه‌ای را دریافت نکردند که از دیرباز برای استادان باستان قائل بودند. علم از زمان بروز این دگرگونی بنیادین پایبند به نگرشی پیشرو و آینده‌نگر و به شکلی فزاینده به دنبال یافتن کاربردهای عملی برای پژوهش‌های علمی است.

فناوری در این انقلاب با ارائه ابزاری که قدرت علم را بسیار افزایش داد، به آن خدمت کرد. استفاده گالیله از تلسکوپ برای رصد قمرهای مشتری نمونه‌ای چشم‌گیر از این خدمات بود؛ اما تلسکوپ تنها یکی از ابزارهای ارزشمند بسیاری است که برای جهت‌یابی، نقشه‌برداری و کارهای آزمایشگاهی به‌ خدمت گرفته شد. خدمات علوم جدید به فناوری مهم‌تر از خدمات فناوری به علم بود و مهم‌ترین خدمت آن فراهم‌کردن آمادگی نظری اختراع ماشین بخار بود.

---

ماشین بخار

---

پژوهش‌های شماری از دانشمندان، به‌ویژه تحقیقات رابرت بویل انگلیسی درباره فشار اتمسفر، اتو فون گوریکه آلمانی درباره خلأ و هوگنوت (گروهی از پروتستان‌های فرانسوی) فرانسوی دنیس پاپن درباره مخازن تحت فشار کمک کرد تا کار‌شناسان فناوری‌های کاربردی به مبانی نظری نیروی بخار مجهز شوند.

به شکلی ناراحت‌کننده اطلاعات اندکی درباره چگونگی کسب این دانش توسط پیشگامانی مانند توماس ساوری و توماس نیوکامن وجود دارد. در سال ۱۶۹۸ ساوری حق «اختراع جدید برای بالا بردن آب و ایجاد حرکت برای انواع آسیاب کاری بر پایه نیروی جنبشی آتش» (شماره ۳۵۶) را به ثبت رساند.

با این حال اعتبار نخستین موتور بخار موفق تجاری باید متعلق به نیوکومن باشد که در سال ۱۷۱۲ نخستین ماشین خود را در نزدیکی قلعه دادلی در استافوردشایر بر پا کرد. این ماشین با فشار اتمسفر روی سطح فوقانی پیستون در یک سیلندر کار می‌کرد که در بخش تحتانی آن بخار متراکم شده بود تا خلاء جزئی ایجاد کند.

پیستون به سر یک میل‌لنگ وصل بود که سر دیگر آن شفت پمپاژ را وارد معدن می‌کرد. نیوکومن تاجری در دارتموث، دوون بود و موتورهایش قدرتمند و بدون پیچیدگی بودند. مصرف زیاد سوخت این موتورها در دوران گرانی زغال‌سنگ آنها را به ابزاری غیراقتصادی تبدیل کرد، اما این موتورها در معادن زغال‌سنگ بریتانیا با خارج کردن آب از معادن عمیق به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و خدمات اساسی ارائه دادند.

به این ترتیب موتورهای بخار اولیه یکی از نیازهای مبرم صنعت بریتانیا در قرن هجدهم را برآورده کردند. این در حالی است که نیروی آب و باد همچنان در جایگاه منابع اصلی نیرو برای صنعت ماندند، اما محرکی جدید در قالب موتور بخار ظاهر شد که ظرفیتی فوق‌العاده برای توسعه بیشتر در زمانی داشت که کاربردهای جدیدی برای آن یافت شود.

---

متالورژی

---

کاهش جنگل‌ها و ذخایر زغال‌سنگ در بریتانیا یکی از دلایل افزایش تقاضا برای زغال‌سنگ بود که موجب نگرانی تولیدکنندگان برای یافتن منبع جدید سوخت شد. آزمایش‌هایی در صنعت آهن برای استفاده از زغال سنگ به‌جای زغال چوب برای ذوب سنگ‌آهن و تبدیل آن به چدن و فولاد از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بود.

نخستین موفقیت در سال ۱۷۰۹ به دست آمد، زمانی که آبراهام داربی از کک برای کاهش سنگ آهن در کوره بلند بزرگ و بهبودیافته خود استفاده کرد. پیش از آن در فرایندهایی مانند شیشه‌سازی، آجرسازی و ساخت سفال استفاده از زغال سنگ به‌عنوان سوخت اصلی را آغاز کرده بودند و در تمام این فرایندها پیشرفت‌های فنی بزرگی صورت گرفته بود.

به‌عنوان نمونه در آغاز قرن هجدهم در صنعت سرامیک تلاش طولانی‌مدت سازندگان اروپایی برای تقلید از کیفیت سخت و شفاف ساخته‌های چینی در میسن به اوج خود رسید. این فرایند در میانه قرن به شکل مستقل در بریتانیا کشف شد.

در قرن هفدهم موفقیت هلندی‌ها در کار با لعاب‌های قلع سفید مات برای سفال‌هایشان در دلفت باعث شد ظروف سنگی که دمای پخت کمتری نسبت به چینی نیاز داشتند، برای کارهای تزئینی مورد توجه بسیار قرار گیرند و از این فرایند به‌طور گسترده تقلید شد.