Ero sivun ”Tekniikan historia” versioiden välillä

Höyrykone oli keksitty 1600-luvun lopussa, ja sen pääasiallinen käyttökohde oli veden pumppaaminen kaivoksista. Helpot, maan pintaa ulottuvat malmiot oli nopeasti käytetty ja kaivoksia jouduttiin tekemään yhä syvemmiksi. Syvemmät kaivokset taas täyttyivät nopeasti vedestä, jos sitä ei pumpattu pois. Kaivoksissa käytettävän kaupallisen höyrykoneen oli rakentanut [[Thomas Newcomen]] (1663–1729). Koneen [[hyötysuhde]] oli huono, sillä siinä höyry lauhtui sylinterissä, mutta se oli kuitenkin parempi kuin kehää kiertävä hevonen, joita oli aikaisemmin käytetty pyörittämään pumppua. [[James Watt]] (1736–1819) lisäsi koneeseen ulkoisen [[lauhdutin|lauhduttimen]] ja toisen sylinterin, jolla höyry imettiin isommasta sylinteristä iskun lopussa lauhduttimeen nesteytymään. Watt paransi höyrykoneen [[teho]]n noin kolminkertaiseksi ja valtasi yhdessä [[Matthew Boulton]]in kanssa 1775 perustamansa yrityksen koneilla markkinat. Yrityksen höyrykoneet käynnistivät koneellistumisen hyökyaallon. Myös koneiden valmistusmenetelmät kehittyivät. [[Henry Maudslay]] (1771–1831) suunnitteli noin vuoden 1800 tienoilla [[sorvi]]n, jolla pystyttiin tekemään teräsosia aikaisempaa tarkemmin. Maudsley kehitti myös koneiden valmistustarkkuutta ja standardisoi ensimmäisenä ruuvin ja mutterin koon.<ref name="hayrinen144">Kivikirveestä tietotekniikkaan, Pekka Häyrinen: Kone -– teollistuminen -– urbaani yhteiskunta, s. 144–156 .</ref>

Patenttia muistuttava "privilegimenettely" oli hallitsijan oikeus antaa monopoliasema tietyn hyödykkeen valmistamiseen. Vanhimpia varsinaisia patenttilakeja oli Venetsian patenttilaki vuodelta 1474, mutta jo yli sata vuotta aikaisemmin sekä Italiassa että [[Böömi]]ssä oli ryhdytty antamaan yksinoikeuksia etenkin kaivostoiminnassa tarvittaviin laitteisiin ja järjestelyihin. Tämä takasi innovaation luojalle määräajaksi etuoikeuden keksinnön hyödyntämiseen. Nykyisen patenttikäytännön vanhin suora edeltäjä on Isossa-Britanniassa vuonna 1624 annettu laki, Statute of Monopolies joka rajoitti hallitsijan oikeutta antaa monopoleja.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.ipo.gov.uk/types/patent/p-about/p-whatis/p-history/p-history-tudor.htm | Nimeke = History of patents, Tudors and Stuarts | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = UK Intellectual property office | Viitattu = 12.2.2012 | Kieli = Englanti}}</ref> Lakiuudistuksen mukaan monopolin sai antaa vain uusien tuotteiden tai valmistusmenetelmien todellisille keksijöille. Tästä kehittyivät modernit patenttilait, joissa tunnustetaan keksijä ja keksijän oikeus saada suoja keksinnölleen. Ensimmäinen suomalainen patentti myönnettiin autonomisessa Suomessa 1842.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.prh.fi/fi/prh_palvelut_ja_tietoa_prhsta/tietoa_prhsta/innogalleria/tahan_on_tultu.html | Nimeke = Tähän on tultu -– manufaktuurijohtokunnan perustamisesta 175 vuotta | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = 2010 | Julkaisupaikka = | Julkaisija = Patentti- ja rekisterihallitus | Viitattu = 12.2.2012 | Kieli = }}</ref>

[[Teräs]] on monimuotoinen rautamateriaali, josta seosaineita, mekaanista ja lämpökäsittelyjä muuttelemalla saadaan aikaan lujuudeltaan, sitkeydeltään ja kovuudeltaan hyvin erilaisia laatuja. Vielä 1700-luvulla raudan valmistaminen oli työlästä, määrä vähäistä ja lopputuloksen laatu ei ollut kovin hyvää. 1700-luvun lopulla vauhdittunut teollistamiskehitys loi raudalle paljon kysyntää. Ensimmäinen askel raudanvalmistuksen kehityksessä oli ottaa Wattin höyrykone käyttöön puhaltamaan ilmaa [[koksi]]in palamislämpötilan nostamiseksi. Koksia käytettiin koska puuhiiltä ei saatu tarpeeksi. 1830-luvulla tuli käyttöön vieläkin tehokkaampi Neilsonin kuumapuhallusmenetelmä, mutta kehityksestä huolimatta tuotanto oli vähäistä. Johtava tuottajamaa, Englanti tuotti vuonna 1850 vain 60 000 tonnia terästä ja 2,5 miljoonaa tonnia harkkorautaa.<ref>Kivikirveestä tietotekniikkaan, Pekka Häyrinen: Kone -– teollistuminen -– urbaani yhteiskunta, s. 150 .</ref> Vertailun vuoksi nykyaikainen [[masuuni]]-[[valssaus|valssi]]laitos, esimerkiksi lajissaan pienehkö [[Rautaruukki]] Raahe, tuottaa noin 2,5 miljoonaa tonnia terästä vuodessa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.ruukki.fi/Yritysvastuu/Raportointi/~/media/Files/Corporate%20responsibility/CR-FI/Ruukki-Raahen-tehtaan-ymp%C3%A4rist%C3%B6raportti-2006.ashx | Nimeke = Raahen tehtaan ympäristöraportti vuodelta 2006 | Sivut = 7 }}</ref> Vuonna 1860 [[Henry Bessemer]] kehitti kääntyvän [[Bessemer-prosessi|konvertteri]]n, joka mahdollisti harkkoraudan valmistamisen suoraan teräkseksi, kun aikaisemmin [[takkirauta|harkkoraudasta]] tehtiin ensimmäisellä sulatuksella [[valurauta]]a ja vasta toisella terästä. Seuraava kehitysaskel oli [[Friedrich Siemens]]in kaasupuhalluksella toimiva [[Siemens-Martin-prosessi|lieskaliesi]], jota ranskalaiset Martinin veljekset kehittivät edelleen sopivaksi romuraudan sulatukseen, mikä lisäsi tuotannon taloudellisuutta. Englannin etuna oli, että siellä rautamalmi ei sisältänyt [[fosfori]]a, joka aiheuttaa teräkseen haurautta. Englantilaiset S.G.Thomas ja [[Percy Gilchrist]] kehittivät menetelmän fosforin poistoon teräksestä 1880-luvulla ja sen seurauksena teräksen tuotanto Englannin kilpailijamaissa kasvoi nopeasti 1880-luvulla. 1800-luvun lopulla Englanti olikin jäämässä teollistumisessa jälkeen Yhdysvalloista ja Saksasta. Samoihin aikoihin kemian tietämyksen ja atomikäsitteen selkeytyessä alettiin myös ymmärtää, mitä teräksessä tapahtuu sen lujittuessa muokattaessa ja syntyi [[metallurgia]]ksi kutsuttu laaja tieteen haara.<ref>Kivikirveestä tietotekniikkaan, Pekka Häyrinen: Kone -– teollistuminen -– urbaani yhteiskunta, s. 149–151 .</ref>

Koneistuminen alkoi tekstiiliteollisuudessa, joka oli syntynyt jo keskiajalla ja jota merkantilismi oli pitänyt suojattuna. Valtion tilausten ansiosta tekstiiliteollisuudessa oli syntynyt suuria tuotantolaitoksia. Teollistumisen ensimmäisen vaiheen 1800-luvulla tekstiiliteollisuus pysyikin kehityksen kärjessä. Englanti oli monen keksinnön alkukoti, mutta tekstiilikonetekniikan omaksuivat nopeasti Yhdysvallat, Saksa ja Ranska. [[Tekstiiliteollisuus]] oli tärkeää teollisen kehityksen alussa myös Kiinassa, Japanissa ja Intiassa. Kehruu-Jenny kytkettiin ensimmäisenä tekstiiliteollisuuden koneena Wattin vauhtipyörällä varustettuun höyrykoneeseen. Kehruu-Jennyn kanssa tarvittiin vielä ihmiskäsiä. [[Richard Roberts (insinööri)|Richard Roberts]] (1789–1864) kehitti täysin automaattisen kehruukoneen 1830-luvulla. Kutomakone kehittyi [[kangaspuut|kangaspuista]], ja ensimmäisen koneen rakensi [[Edmund Cartwright]] vuonna 1787. Ranskalainen [[Joseph Marie Jacquard]] patentoi vuonna 1805 osittain [[automaatio|automaattisen]] kutomakoneen, jota vietiin myös Englantiin. Jacquardin keksinnön taustalla oli [[Basile Bouchon]]in 1720-luvulla [[Lyon]]issa tekemä kehitystyö kuviollisen silkkikankaan kutomiseksi. Bouchon oli keksinyt reikänauhan, jonka avulla loimilankoja nostettiin kuvion mukaisesti. Bouchonin työtoveri Jean-Baptiste Falcon keksi 1726 korvata paperinauhan pahvikortilla ja loi ensimmäisen [[reikäkortti|reikäkortin]].<ref>Wiio 2007, s. 208–210</ref> 1830 lähtien kutomakoneeseen liitettiin höyrykoneita, vaikka vesivoima säilytti paljolti asemiaan tekstiiliteollisuuden voiman lähteenä. Aseidenkin valmistus koneellistui. Aseiden piippuja opittiin [[rihla]]amaan, jonka avulla aseista tuli tarkempia. Terästen ja räjähdysaineiden kehittyessä aseiden teho kasvoi. [[Yhdysvaltain sisällissota]] oli ensimmäinen sota, jossa käytettiin [[konetuliase]]ita ja kokonaan teräksestä valmistettua pyörivällä tykkitornilla varustettua sota-alusta. Varsinkin käsiaseiden tuotannossa Yhdysvalloissa kehittyi työstämisen mittatarkkuus ja vaatimukset osien vaihtokelpoisuudesta.<ref>Kivikirveestä tietotekniikkaan, Pekka Häyrinen: Kone -– teollistuminen -– urbaani yhteiskunta, s. 147–149 .</ref>

Kiinteisiin työaikoihin sopeutuminen oli alkujaan ongelmana [[tehdas|tehtaissa]], koska vapaat ihmiset olivat tottuneet liikkumaan joustavasti. Kun vielä koneellistuminen paikallisesti syrjäytti työntekijöitä, työntekijöiden ja omistajien välille alkoi syntyä kitkaa, mistä ensimmäisenä esimerkkinä olivat [[luddiitit]]. Koneellistuminen myös erkaannutti tekemisen tiedot ja taidot työntekijöistä. Muodostui koneiden tekemään työhön perustuva tuotantojärjestelmä, jonka viimeistä vaihetta edustaa [[automaatio]] niin suunnittelu- kuin hallinnollisissa tehtävissä. Teollistumiselle oli tyypillistä voimakas kaupungistuminen. Sadassa vuodessa Englannin 1700-luvun puolivälissä hajallaan pienissä kylissä sijainnut tekstiiliteollisuus keskittyi muutamiin nopeasti kasvaviin kaupunkeihin. 1800-luvulla Euroopassa alkoi myös laaja muutto valtameren taakse. Syynä oli paljolti voimakas väestönkasvu. Lontoon asukasluku nousi vuosina 1802–1881 noin miljoonasta yli neljään miljoonaan. Kaupungit jakautuivat jyrkästi köyhään ja varakkaaseen alueeseen. 1800-luvun mittaan myös köyhempienkin elintaso alkoi nousta. Teollistumisen tuloksena kaupunkien hygieniataso parani, kun viemäriverkkoja rakennettiin. [[Massatuotanto]] toi markkinoille halvempia tuotteita. Tuotantomenetelmien ja koneiden liikkuessa rajojen yli, maailma alkoi samankaltaistua. Markkinat laajenivat maailman laajuisiksi, ja yhä harvempi pystyi välttämään maailmankaupan suhdanteiden vaikutusta elämäänsä.<ref>Kivikirveestä tietotekniikkaan, Pekka Häyrinen: Kone -– teollistuminen -– urbaani yhteiskunta, s. 153–156 .</ref>

[[Standardi|Standardointi]] erityisesti mittojen suhteen oli tärkeää jo muinaisissa korkeakulttuureissa kaupankäynnin vuoksi. Teollinen vallankumous lisäsi standardoinnin merkitystä. Ranskan suuri vallankumous synnytti [[metrijärjestelmä]]n 1700-luvun lopulla. Metrijärjestelmästä kehittyi Si-järjestelmäksi kutsuttu [[kansainvälinen yksikköjärjestelmä]] mitoille.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.cs.tut.fi/~jkorpela/SI/all.html | Nimeke = Vallankumous mittajärjestelmässä | Tekijä = Jukka Korpela | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = Tampereen Teknillinen Yliopisto | Julkaisija = | Viitattu = 24.3.2012 | Kieli = }}</ref> Ensimmäinen kansallinen mittastandardilaitos oli Ranskaan 1875 perustettu Bureau International des Poids et Measures.<ref>{{Kirjaviite | Tekijä = Robinson, Andrew | Nimeke = Mittaamisen historia| Vuosi = 2008| Luku = | Sivu = 78| Julkaisija = Multikustannus| Tunniste = ISBN 978-952-468-187-2|Viitattu = 12.4.2012 }}</ref> Standardointi on laajentunut myös koneiden osiin, menetelmiin ja tietotekniikkaan, esimerkiksi [[ASCII]]-koodi. Puuvillanpuhdistuskoneen keksijä ja asetehtailija [[Eli Whitney]] (1765-1825) tunnetaan mittatarkkuuden ja vaihdettavuuden edistäjänä. [[Tulkki (täsmennyssivu)|Mittatulkeilla]], joiden käyttö alkoi 1840-luvulla, voidaan varmistaa, että osa on sallituissa mittavaihtelurajoissa.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.kotiposti.net/tuurala/Laadun%20historia.htm | Nimeke = Laadun tarkastus -– Quality Control | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = 6.7.2010 | Julkaisupaikka = | Julkaisija = Laatuakatemia | Viitattu = 24.3.2012 | Kieli = }}</ref> Metriset ruuvikierteet ovat vallanneet maailman Yhdysvaltoja lukuun ottamatta, mutta putkien suhteen on laajasti käytössä [[tuuma]]koot ja -kierteet. Kansainvälinen standardointi organisaatio [[ISO]] perustettiin 1947, mutta sitä oli edeltänyt vuonna 1926 perustettu kansallisten standardiorganissatioiden liitto (ISA), jonka toiminta lakkasi toiseen maailman sotaan.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.sis.pitt.edu/~mbsclass/standards/martincic/isohistr.htm | Nimeke = A Brief History of ISO | Tekijä = Cynthia J. Martincic | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = 20.2.1997 | Julkaisupaikka = University of Pittsburgh | Julkaisija = | Viitattu = 24.3.2012 | Kieli = }}</ref> ISO on julkaisut noin 19&nbsp;000 standardia.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.iso.org/iso/about/the_iso_story/iso_story_foreword.htm | Nimeke = The ISO Story | Tekijä = | Tiedostomuoto = | Selite = | Julkaisu = | Ajankohta = | Julkaisupaikka = | Julkaisija = ISO | Viitattu = 24.3.2012 | Kieli = Englanti}}</ref>

1820-luvulla [[Charles Babbage]] (1791–1871) pystyi esittämään tietokoneen toimintaperiaatteen. Babbage laati suunnitelman mekaanisesta laskukoneesta [[logaritmi]]taulukoiden laskemiseksi ja onnistui saamaan sille rahoituksen Englannin valtiolta. Babbage ei koskaan saanut valmiiksi [[differenssikone]]tta, kun hän keskittyi [[analyyttinen kone|analyyttiseksi koneeksi]] kutsutun ohjelmoitavan koneen kehittämiseen. Siinä oli nykyaikaisen tietokoneen pääosat kuten tiedon [[Käyttöliittymä|syöttö]], [[Tietokoneohjelma|ohjelma]], [[Muisti (tietokone)|muisti]] ja [[tulostin]]. Kirjeenvaihdossa [[Ada Lovelace]]n (1815-1852) he keskustelivat sellaisista tietotekniikan käsitteistä kuin [[operaatio]] ja [[Muuttuja (ohjelmointi)|muuttuja]].<ref>Gleick sivut 123–125</ref> Babbage keksi reikäkorttien avulla kaksi ohjelmoitavan tietokoneen periaatetta, reikäkorttien sisällön määrämän suoritusjärjestyksen eli pakotetun hypyn sekä ehdollisen hypyn. Babbagen keksintö avasi automaatiolle rajattomien toimintamahdollisuuksien maailman. Babbagen poika Henry Babbage rakensi tietokoneen keskusyksikön osajärjestelmän, joka toimi kuten oli suunniteltu. Tämä laite lahjoitettiin [[Harvardin yliopisto]]lle 1886. Yli puolivuosisataa myöhemmin sen löysi [[Howard Aiken]]. Aiken paneutui Babbagen julkaisuihin ja oivalsi, että uusilla sähköisillä ratkaisuilla Babbagen ideat voidaan toteuttaa. Aiken meni keskustelemaan ideoistaan IBM:n pääjohtajan Thomas Watsonin kanssa. IBM:stä tuli 1950-luvulla johtava tietokoneiden valmistaja.<ref>Wiio 2007, s. 215-224215–224</ref>