Den industriella revolutionen, en innovativ period mellan mitten av 1700- och mitten av 1800-talet, flyttade människor i Europa och USA från en övervägande jordbrukstillvaro till en urban, industrialiserad livsstil. Varor som hade tillverkats för hand, en i taget, blev massproducerade i fabriker, medan transporter och andra industrier utvecklades mycket [källa:Historia].
Även om vi kallar denna era en "revolution", är den titeln något missvisande. Rörelsen, som först slog rot i Storbritannien, var inte ett plötsligt framsteg, utan snarare en uppbyggnad av genombrott som förlitade sig på eller matade varandra. Några av de viktigaste genombrotten kom genom användningen av nya material som järn och stål; nya energikällor som kol och ånga; nya maskiner såsom kraftvävstolen; det nya fabrikssystemet för arbete; och nya transportmedel, som tåg och båtar som drivs av ångmaskiner [källor:Brittanica, History].
Så småningom tog dessa innovationer sin väg till andra hörn av världen och ytterligare länder började inleda sina egna industriella revolutioner. I slutet av 1800-talet började USA faktiskt en andra industriell revolution - en som varade till omkring 1914 och födde det moderna löpande bandet och andra viktiga uppfinningar [källa:Brittanica]. Men den andra industriella revolutionen är ett ämne för en annan artikel.
Sammanfattning:Precis som dot-coms var en integrerad del av 1990-talet, var det de särskilda uppfinningarna under den första industriella revolutionen som gjorde denna epok unik. Utan all periodens uppfinningsrikedom skulle många av de basvaror och tjänster vi använder idag inte existera. Så oavsett om den erans äventyrliga själar vågade mixtra med befintliga uppfinningar eller drömma om något helt nytt, en sak är säker - den industriella revolutionen förändrade mänsklighetens historia. Här är 28 Industriella revolutionens uppfinningar som förändrade världen för alltid.
Innehåll
För vissa av oss kommer frasen "lägg undan dina miniräknare till det här provet" alltid framkalla ångest, men de där kalkylatorfria proven ger oss en smak av hur livet var för Charles Babbage. Den engelske uppfinnaren och matematikern, född 1791, fick i uppdrag att gå igenom matematiska tabeller på jakt efter fel. Sådana tabeller användes ofta inom områden som astronomi, bank och teknik, och eftersom de skapades för hand innehöll de ofta misstag. Babbage längtade efter en egen miniräknare. Han skulle till slut designa flera.
Naturligtvis hade Babbage inte moderna datorkomponenter som transistorer till sitt förfogande, så hans beräkningsmotorer var helt mekaniska. Det betydde att de var häpnadsväckande stora, komplexa och svåra att bygga (ingen av Babbages maskiner skapades under hans livstid). Till exempel kunde Difference Engine nr 1 lösa polynom, men designen krävde 25 000 separata delar med en sammanlagd vikt på cirka 15 ton (13,6 ton) [källa:Computer History Museum]. Difference Engine nr 2, utvecklad mellan 1847 och 1849, var en mer elegant maskin, med jämförbar kraft och ungefär en tredjedel av vikten av sin föregångare [källa:Computer History Museum].
Hur imponerande dessa motorer än var, det var en annan Babbage-design som fick många att betrakta honom som fadern till modern datoranvändning. År 1834 satte Babbage sig för att skapa en maskin som användare kunde programmera. Liksom moderna datorer kan Babbages maskin lagra data för senare användning i andra beräkningar och utföra logiska operationer som om-då-satser, bland andra funktioner. Babbage sammanställde aldrig en komplett uppsättning designs för den analytiska motorn som han gjorde för sina älskade skillnadsmotorer, men det är lika bra; den analytiska motorn skulle ha varit så massiv att den skulle ha krävt en ångmotor bara för att driva den [källa:Computer History Museum].
Skrivmaskinen, som uppfanns i början av 1800-talet, bjöd på snabbhet, effektivitet och läsbarhet. Medan det exakta ursprunget till skrivmaskinen är oklart, spelade den italienska uppfinnaren Pellegrino Turri och senare Christopher Latham Sholes viktiga roller i dess utveckling.
Uppfinningen ledde också till efterföljande framsteg, såsom ordbehandlare och datorer. Dess inflytande är tydligt i det vanliga QWERTY-tangentbordet, som fortfarande används i stor utsträckning idag på skrivmaskiner, smartphones och andra enheter. Trots debatter om dess effektivitet blev QWERTY-layouten dominerande på grund av tidig adoption och populariteten för varumärket Remington.
Bomullsginen, som uppfanns av Eli Whitney 1794, revolutionerade den mödosamma uppgiften att separera bomullsfibrer från frön, vilket kraftigt ökade produktiviteten. Den automatiserade maskinen drev ekonomisk tillväxt, särskilt i Deep South, där bomullsproduktionen blomstrade. Men bomullsginen vidmakthöll också beroendet av förslavat arbete, vilket bidrog till slaveriets beständighet.
Uppfinningen av bomullsginen drev på expansionen av bomullsodling och -produktion, vilket ledde till en kraftig ökning av efterfrågan på bomull och drev snabb tillväxt inom textilindustrin.
Bomullsginens effektivitet och ökade produktivitet gjorde bomull till en dominerande gröda och drev ekonomisk utveckling, särskilt i södra USA. Beroendet på bomullsproduktion, underlättat av bomullsgin, spelade en betydande roll i upptakten till inbördeskriget på grund av dess koppling till slaveriinstitutionen.
Fabrikssystemet, ett kännetecken för den industriella revolutionen, åstadkom en djupgående omvandling inom tillverkningen. Detta system konsoliderade maskiner, kvalificerade arbetare och produktionsprocesser under ett tak. Den införde principer som fortfarande är avgörande för modern tillverkning, såsom centraliserad produktion, effektivitet och specialisering.
Fabrikssystemet drev innovation, möjliggjorde massproduktion och spelade en betydande roll i att forma den globala ekonomin. Det uppstod när stora fabriker som drivs av ångmaskiner ersatte små verkstäder och hem som produktionscentrum.
Men det resulterade också i hårda arbetsförhållanden och exploatering av arbetare, vilket ledde till sociala och arbetarrörelser som krävde bättre behandling och förbättrade rättigheter. Fabrikssystemets betydelse ligger i dess inverkan på industrialiseringen, ekonomisk tillväxt och utvecklingen av arbetarrättigheter och arbetarskydd.
Vattenramen, som uppfanns av Richard Arkwright under slutet av 1700-talet, spelade en avgörande roll i den industriella revolutionen. Denna mekaniserade spinnmaskin automatiserade processen att spinna bomullsfibrer till garn, vilket avsevärt ökade produktiviteten och effektiviteten.
Vattenramen utnyttjade kraften från vattnet – överfört genom remmar, remskivor och kugghjul – för att rotera flera spindlar vertikalt, vilket möjliggör snabb och konsekvent produktion av fint garn.
Denna uppfinning förändrade textilproduktionen genom att möjliggöra kontinuerlig produktion, öka produktionen och driva tillväxten av industrin. Det underlättade övergången från småskalig stugindustri till storskaliga fabriker och lade grunden för fabrikssystemet.
Den voltaiska högen, som uppfanns av Alessandro Volta, bestod av omväxlande lager av koppar- och zinkskivor åtskilda av ett elektrolytindränkt material, vilket genererade en elektrisk potentialskillnad.
Detta tidiga batteri möjliggjorde flödet av elektrisk ström genom en extern krets, vilket gav en praktisk metod för att generera elektrisk kraft och banade väg för ytterligare framsteg inom området.
Genom att demonstrera sambandet mellan kemiska reaktioner och elektricitet lade Voltas uppfinning grunden för utvecklingen av mer sofistikerade batterisystem som har revolutionerat olika industrier, inklusive transport, kommunikation och energiproduktion.
Till skillnad från permanentmagneter är elektromagneter tillfälliga; deras magnetfält existerar bara när strömmen flyter genom dem. Du kan också kontrollera en elektromagnets styrka genom att justera strömflödet.
Möjligheten att slå på och av elektromagneter genom att slutföra eller avbryta kretsen gjorde dem mycket användbara i industriella tillämpningar. Under den industriella revolutionen användes de i telegrafsystem, elektriska generatorer och motorer. Deras förmåga att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi gjorde dem avgörande för utvecklingen av industriella maskiner och automation.
Genom att utnyttja kontrollerade bränsleexplosioner omvandlade förbränningsmotorn energi till kraftfulla mekaniska rörelser, som driver fordon och maskiner med oöverträffad effektivitet. Det blev den primära kraftkällan för bilar, flygplan, båtar och olika maskiner.
Motorns mekanik och komponenter - såsom cylinder, kolv, vevaxel, ventiler och tändstift - arbetade tillsammans för att producera kraft. De flesta förbränningsmotorer använde en fyrtaktscykel (inklusive insugs-, kompressions-, förbrännings- och avgasslag) för att effektivt omvandla bränsle till mekanisk kraft.
Förbränningsmotorn ersatte besvärliga ångmotorer med en portabel och effektiv kraftkälla, vilket möjliggör oöverträffad rörlighet och snabb transport. Det underlättade handeln, utökade marknaderna och bidrog till urbaniseringen. Uppfinningens betydelse ligger i dess transformativa effekt på transport och tillverkning.
Daimler Reitwagen, som uppfanns av Gottlieb Daimler och Wilhelm Maybach 1885, är erkänd som världens första bensindrivna motorcykel. Den hade en cykelram av trä, en encylindrig motor och ett styrbart framhjul.
Detta genombrott lade grunden för den framtida utvecklingen av motorcyklar och bidrog till utvecklingen av motorteknik, chassidesign och kördynamik.
Uppfinningen av den första motorcykeln symboliserade pionjärandan hos dess uppfinnare och fortsätter att forma världen av tvåhjuliga transporter, vilket ger en känsla av frihet, äventyr och innovativ design.
Uppfann av Alfred Nobel i slutet av 1800-talet revolutionerade dynamit bygg-, gruv- och infrastrukturprojekt genom att tillhandahålla ett säkrare och mer effektivt sprängämne. Det gjorde det möjligt för arbetare att gräva ut tunnlar, bryta igenom hårda material som sten och betong och konstruera komplexa fundament med större lätthet.
Men dynamit hade också kontroversiella tillämpningar. Det fann användning inom militären, förändrade krigföringens karaktär och väckte etiska problem på grund av dess destruktiva kraft. Debatter om dess ansvarsfulla användning och ledde till att Alfred Nobel etablerade Nobelpriset som ett sätt att erkänna prestationer inom fysik, kemi, medicin, litteratur och fred.
Metallurgi, studier och manipulation av metaller, var grundläggande i samhällets övergång från manuellt arbete till maskinbaserad tillverkning. Metallurger arbetar med metaller som järn, aluminium, koppar och stål, utvinner dem från malmer och renar dem och förbättrar sedan deras egenskaper för olika tillämpningar.
Under den industriella revolutionen utvecklades metallurgin avsevärt, tack vare innovationer inom metallutvinningstekniker och utvecklingen av starkare och mer hållbara material. Detta drev på byggandet av järnvägar, byggnader, maskiner och infrastruktur, vilket drev industriell tillväxt och tekniska framsteg.
Spektrometern, som uppfanns av Joseph von Fraunhofer 1814, bryter ner ljus i dess beståndsdelar våglängder, vilket ger värdefulla insikter om ämnens sammansättning, beteende och struktur.
Under den industriella revolutionen hjälpte spektrometrar till utvecklingen av nya industriella processer och material. Enheten hjälpte forskare att förstå egenskaperna hos metaller och analysera kemiska reaktioner, vilket ledde till upptäckter och innovationer inom flera områden, inklusive kemi, fysik och astronomi.
Bessemerprocessen, som uppfanns av Sir Henry Bessemer under industriåldern, revolutionerade stålproduktionen. Processen gick ut på att värma tackjärn i en ugn och överföra det till Bessemer-omvandlaren, där föroreningar brändes av genom att blåsa luft genom det smälta järnet.
Det resulterande stålet hade en låg kolhalt, vilket gör det idealiskt för konstruktion, broar och maskiner. Bessemer-processen möjliggjorde massproduktion av stål, vilket gjorde materialet mer överkomligt, effektivt och mångsidigt.
Den revolutionerande processen möjliggjorde starkare och mer hållbara strukturer, och tillgången på kostnadseffektivt stål underlättade snabb tillväxt och innovation. Dessutom blev stål väsentligt för transportsystem, förbinder regioner och möjliggör effektiv handel.
Portlandcement, utvecklat av Joseph Aspdin 1824, består av kalksten, lera och gips. Det fungerar genom en process som kallas hydratisering, där vatten läggs till torra cementpartiklar, vilket orsakar en kemisk reaktion som bildar en fast massa.
Tillgängligheten och mångsidigheten hos betong som möjliggjorts av Portlandcement förvandlade städer och möjliggjorde byggandet av ikoniska byggnader, broar, vägar och infrastruktur. Dess styrka och hållbarhet underlättade den snabba urbaniseringen och industrialiseringen under 1800-talet, vilket bidrog till byggnadsindustrins tillväxt och utvecklingen av högre, mer motståndskraftiga strukturer.
Portlandcement är fortfarande ett föredraget material för byggprojekt på grund av dess tillförlitlighet och utbredda tillgänglighet.
Som så många av uppfinningarna under den industriella revolutionen, stod det pneumatiska däcket samtidigt "på jättarnas axlar" samtidigt som det inledde en ny våg av uppfinningar. Så även om John Dunlop ofta är krediterad för att ha släppt detta underbara uppblåsbara däck till marknaden, sträcker sig dess uppfinning tillbaka (ursäkta ordleken) till 1844, när Charles Goodyear patenterade en process för vulkanisering av gummi [källa:Lemelson-MIT].
Före Goodyears experiment var gummi en ny produkt med få praktiska användningsområden - till stor del tack vare att dess egenskaper förändrades drastiskt med miljön. Vulkanisering , som innebar härdning av gummi med svavel och bly, skapade ett mer stabilt material lämpligt för tillverkningsprocesser. Vulkanisering gjorde att gummi kunde vara tillräckligt flexibelt för att hålla sin form i varmt eller kallt väder.
Medan gummitekniken utvecklades snabbt, vacklade en annan uppfinning från den industriella revolutionen osäkert. Trots framsteg som pedaler och styrbara hjul förblev cyklar mer av en kuriosa än en praktisk form av transport under större delen av 1800-talet, tack vare deras otympliga, tunga ramar och hårda, oförlåtande hjul. (Hjulen hade gummidäck men de var inte fyllda med luft, vilket gjorde det tufft.)
Dunlop, en veterinär till yrket, spanade efter felet när han såg sin unge son studsa eländigt fram på sin trehjuling, och han började snabbt arbeta med att fixa det. Hans tidiga försök använde sig av uppblåst trädgårdsslang i canvas som Dunlop limmade med flytande gummi. Dessa prototyper visade sig vara mycket överlägsna befintliga däck i läder och härdat gummi. Snart började Dunlop tillverka sina cykeldäck med hjälp av företaget W. Edlin and Co. och, senare, som Dunlop Rubber Company. De dominerade snabbt marknaden och fick, tillsammans med andra förbättringar av cykeln, cykelproduktionen att skjuta i höjden. Inte långt efter började Dunlop Rubber Company tillverka gummidäck för en annan produkt från den industriella revolutionen, bilen [källa:Automotive Hall of Fame].
Stora uppfinningar som glödlampan dominerar historieböckerna, men vi gissar att alla som står inför operation skulle nominera anestesi som sin favoritprodukt från den industriella revolutionen. Innan den uppfanns var lösningen för en viss åkomma ofta mycket värre än själva åkomman. En av de största utmaningarna med att dra en tand eller ta bort en lem var att hålla tillbaka patienten under processen, och substanser som alkohol och opium gjorde inte mycket för att förbättra upplevelsen. Idag kan vi förstås tacka anestesi för att få av oss har något minne av smärtsamma operationer överhuvudtaget.
Lustgas och eter hade båda upptäckts i början av 1800-talet, men båda sågs som berusningsmedel med liten praktisk användning. Faktum är att reseshower skulle få volontärer att andas in lustgas – mer känd som skrattagas – inför livepublik till underhållning för alla inblandade. Under en av dessa demonstrationer såg en ung tandläkare vid namn Horace Wells en bekant andas in gasen och fortsatte med att skada hans ben. När mannen återvände till sin plats frågade Wells om han hade känt någon smärta under händelsen och, när han hörde att han inte hade det, började han omedelbart att använda gasen under ett tandingrepp, och anmälde sig själv som den första patienten. Följande dag lät Wells Gardner Colton, arrangören av den resande showen, administrera lustgas på Wells kontor. Gasen fungerade perfekt och släckte Wells kall när en kollega tog ut sin molar [källa:Haridas].
Demonstrationen av eters lämplighet som anestesi för längre operationer följde snart (även om exakt vem vi ska kreditera är fortfarande en fråga om debatt), och operationen har varit något mindre fruktansvärd sedan dess.
Många världsomvälvande uppfinningar kom ur den industriella revolutionen. Kameran var inte en av dem. Faktum är att kamerans föregångare, känd som en camera obscura, hade hängt med i århundraden, med bärbara versioner som kom i slutet av 1500-talet.
Att bevara en kameras bilder var dock ett problem, om du inte hade tid att spåra och måla dem. Sedan kom Joseph Nicéphore Niépce. På 1820-talet fick fransmannen idén att exponera papper belagt med ljuskänsliga kemikalier för bilden som projiceras av camera obscura. Åtta timmar senare hade världen sitt första fotografi [källa:Harding].
När Niépce insåg att åtta timmar var en fruktansvärt lång tid att behöva posera för ett familjeporträtt, började Niépce arbeta med Louis Daguerre för att förbättra sin design, och det var Daguerre som fortsatte Niépces arbete efter hans död 1833. Daguerre är inte så smart namngiven. daguerreotypi skapade entusiasm först i det franska parlamentet och sedan i hela världen. Men medan daguerreotypien producerade mycket detaljerade bilder, gick de inte att replikera.
En samtida med Daguerre, William Henry Fox Talbot, arbetade också med att förbättra fotografiska bilder under hela 1830-talet och producerade det första negativet, genom vilket ljus kunde skina på fotografiskt papper för att skapa den positiva bilden. Framsteg som Talbots kom i snabb takt, och kameror blev kapabla att ta bilder av rörliga föremål när exponeringstiderna sjönk. Faktum är att ett foto av en häst tagen 1877 användes för att lösa en långvarig debatt om huruvida alla fyra av en hästs fötter lämnade marken under en full galopp (det gjorde de) [källor:International Photography Hall of Fame och Museum, Shah]. Så nästa gång du tar fram din smartphone för att ta en bild, ta en sekund att tänka på århundraden av innovation som gjorde den bilden möjlig.
Ingenting kan helt replikera upplevelsen av att se ditt favoritband uppträda live. För inte så länge sedan var liveframträdanden det enda sättet att uppleva musik överhuvudtaget. Thomas Edison ändrade detta för alltid när han arbetade på en metod för att transkribera telegrafmeddelanden och fick idén till fonografen. Idén var enkel men briljant:En inspelningsnål skulle trycka spår motsvarande ljudvågor från musik eller tal in i en roterande cylinder belagd med tenn, och en annan nål skulle spåra dessa spår för att återge källljudet.
Till skillnad från Babbage och hans decennier långa strävan att se hans konstruktioner konstruerade, fick Edison sin mekaniker, John Kruesi, att bygga maskinen och hade enligt uppgift en fungerande prototyp i händerna bara 30 timmar senare. Edison testade maskinen genom att säga "Mary had a little lamb" i munstycket och blev upprymd när maskinen spelade upp hans ord [källa:Library of Congress].
Men Edison var långt ifrån klar med sin nya skapelse. Hans tidiga tennbelagda cylindrar kunde bara spelas en handfull gånger innan de förstördes, så han ersatte till slut burken med vax. Vid det här laget var Edisons fonograf inte den enda spelaren på marknaden, och med tiden började folk överge hans cylindrar till förmån för skivor. Men den grundläggande mekanismen förblev intakt.
Nu är det dedikation, Edison!Av alla hans många uppfinningar hade Thomas Edison en speciell förkärlek för sin fonograf. Han påstod sig ha tillbringat 20 timmar om dagen, sju dagar i veckan, på att mixtra med maskinen i ett försök att korrekt spela in ordet "arter" [källa:Dwyer]. Och även om han kanske har överdrivit lite, vet vi att han tillbringade 52 år med att arbeta för att perfekta maskinen [källa:National Park Service].
Liksom de varvda V-8-motorerna och höghastighetsjetplanen som fascinerar oss nu, var ångdriven teknik en gång också banbrytande, och den spelade en jätteroll i att främja den industriella revolutionen. Före denna era skedde transport med häst- och vagnar och vissa industrier, som gruvdrift, var arbetsintensiva och ineffektiva. Skapandet av den första ångmaskinen (och senare det ångdrivna loket) var på väg att dramatiskt förändra allt detta.
Ursprunget till ångmaskinen går faktiskt tillbaka till Heron av Alexandria, som under det första århundradet v.t. skapade aeolipilen, en ångturbin som fick en sfär att rotera. Herons uppfinning var bara en kuriosa; det användes inte för något syfte. Det var inte förrän i slutet av 1600-talet och början av 1700-talet som olika uppfinnare började titta på aeolipilens teknologi för att börja patentera ångdrivna enheter som var mycket mer än en leksak [källa:Historia].
År 1698 skapade Thomas Savery en pump som körde på ångkraft för att få upp vatten från gruvor; under efterföljande decennier förbättrade och förskönade Thomas Newcomen och den skotske ingenjören James Watt sin enhet. Watt samarbetade med Matthew Boulton för att skapa en ångmaskin med en roterande rörelse, som gör att ångkraft kan användas i industrier [källa:Historia].
Andra uppfinnare undrade om en maskin som körs på ångkraft kunde användas för att transportera människor, varor och råvaror. Detta ledde till utvecklingen av de första ångdrivna loken och båtarna på 1830-talet. Särskilt det ångdrivna loket förändrade dramatiskt livet i USA och därefter, eftersom det markerade första gången som varor transporterades över land av en maskin, inte ett djur eller människa. Och medan ånglok så småningom ersattes av dieseltåg, hände det inte förrän på 1950 -talet [källa:Worldwiderails].
Med uppfinningen av ångmotorn och efterföljande utveckling av ånglokomotivet blev transport av varor och människor snabbare, mer effektiva och mer pålitliga.
Järnvägsnät utvidgade, ansluter avlägsna regioner och möjliggjorde transport av råvaror till fabriker och färdiga produkter till marknader. Den revolutionerade textilindustrin genom att underlätta rörelsen av råvaror, såsom kol och bomull, till tillverkningscentra.
Ånglokomotivet stimulerade också urbanisering, eftersom städer utvecklades kring järnvägsnav. Dessutom påskyndade den ökade hastigheten och kapaciteten för ångdriven transport tillväxten av handel och handel, vilket driver ekonomiskt välstånd under den industriella revolutionen.
Ångkraft revolutionerade vattentransporten och ersatte ett långvarigt beroende av vind och seglar med ångfartyg. De ångdrivna fartygen erbjöd pålitliga och effektiva resor oavsett väderförhållanden, vilket möjliggjorde exakt schemaläggning, ökad tillförlitlighet och snabbare resetider. Det var en enorm vändpunkt för global handel.
Ångdrivna fartyg spelade en avgörande roll i tillväxten av industrialiseringen och påverkade framstegen inom marinteknik. Medan ångfartyg så småningom ersattes av dieseldrivna fartyg, var deras inverkan på transport och handel under den industriella revolutionen djup.
