Инструмент — это объект , который может расширить возможности человека изменять характеристики окружающей среды или помочь ему выполнить определенную задачу. Хотя многие животные используют простые инструменты , только люди , чье использование каменных орудий насчитывает сотни тысячелетий , использовали инструменты для изготовления других инструментов.
Ранние человеческие инструменты, сделанные из таких материалов, как камень , кость и дерево , использовались для приготовления пищи , охоты , изготовления оружия и обработки материалов для производства одежды и полезных артефактов и ремесел, таких как керамика , а также строительство жилья , предприятий , инфраструктуры и транспорта . Развитие металлообработки сделало возможным появление дополнительных видов инструментов. Использование источников энергии , таких как энергия животных , ветер или пар , позволило использовать все более сложные инструменты для производства еще большего количества предметов, а промышленная революция стала переломным моментом в использовании инструментов. Внедрение повсеместной автоматизации в 19 и 20 веках позволило инструментам работать с минимальным контролем человека, что еще больше повысило производительность человеческого труда .
В более широком смысле, концепции , поддерживающие систематическое или исследовательское мышление, часто называют «инструментами» или «наборами инструментов».
Хотя общепринятое понимание значения инструмента широко распространено, было предложено несколько формальных определений.
В 1981 году Бенджамин Бек опубликовал широко используемое определение использования инструментов. [1] Это было изменено на:
Внешнее использование неприкрепленного или прикрепленного объекта окружающей среды, которым можно манипулировать, для более эффективного изменения формы, положения или состояния другого объекта, другого организма или самого пользователя, когда пользователь держит инструмент и непосредственно манипулирует им во время или до использования и является отвечает за правильную и эффективную ориентацию инструмента. [2]
Были предложены и другие, более краткие определения:
Объект, переносимый или сохраняемый для будущего использования.
- Финн, Трегенза и Норман, 2009 г. [3]
Использование физических объектов, отличных от собственного тела или придатков животного, в качестве средства расширения физического воздействия, реализуемого животным.
- Джонс и Камил, 1973 г. [4]
Объект, который был модифицирован в соответствии с определенной целью… [или] Неодушевленный объект, который используется или модифицируется каким-либо образом, чтобы вызвать изменение окружающей среды, тем самым облегчая достижение целевой цели.
- Хаузер, 2000 [5]
Антропологи считают, что использование орудий труда было важным шагом в эволюции человечества . [6] Поскольку инструменты широко используются как людьми (Homo sapiens), так и дикими шимпанзе , широко распространено мнение, что первое рутинное использование инструментов имело место до расхождения между двумя видами обезьян . [7] Однако эти ранние инструменты, вероятно, были сделаны из скоропортящихся материалов, таких как палки, или состояли из немодифицированных камней, которые нельзя отличить от других камней, используемых в качестве инструментов.
Каменные артефакты датируются примерно 2,5 миллионами лет назад. [8] Однако исследование 2010 года предполагает, что вид гомининов Australopithecus afarensis ел мясо, вырезая туши животных каменными орудиями. Это открытие отодвигает самое раннее известное использование каменных орудий среди гомининов примерно на 3,4 миллиона лет назад. [9] Находки реальных инструментов датируются по меньшей мере 2,6 миллионами лет назад в Эфиопии . [10] Одной из самых ранних различимых форм каменных орудий является ручной топор .
До недавнего времени оружие, найденное при раскопках, было единственным инструментом «раннего человека», которому придавалось большое значение. Теперь все больше инструментов признаны культурно и исторически значимыми. Помимо охоты, другие виды деятельности требовали инструментов, таких как приготовление пищи, «...обработка орехов, кожевенное дело , сбор зерна и работа с деревом...» [11] В эту группу входят «инструменты из чешуйчатого камня».
Инструменты — самые важные предметы, которые древние люди использовали, чтобы подняться на вершину пищевой цепи ; изобретая инструменты, они смогли выполнять задачи, которые не под силу человеческому телу, например, использовать копье или лук для убийства добычи , поскольку их зубы не были достаточно острыми, чтобы пронзить шкуры многих животных. «Человек-охотник» как катализатор перемен к гоминидам подвергается сомнению. Судя по отметкам на костях на археологических раскопках, теперь становится более очевидным, что древние люди собирали трупы других хищников, а не убивали себе пищу. [12]
Многие инструменты были изготовлены в доисторические времена или в первые века письменной истории, но археологические данные могут указать даты их разработки и использования. [13] [14] [15]
Некоторые из шести классических простых машин ( колесо и ось , рычаг , шкив , наклонная плоскость , клин и винт ) были изобретены в Месопотамии . [16] Механизм колеса и оси впервые появился на гончарном круге , изобретенном на территории современного Ирака в 5-м тысячелетии до нашей эры. [17] Это привело к изобретению колесного транспортного средства в Месопотамии в начале 4-го тысячелетия до нашей эры. [18] Рычаг использовался в водоподъемном устройстве « Шадуф », первой крановой машине, появившейся в Месопотамии ок. 3000 г. до н.э. , [19] а затем в древнеегипетской технологии ок. 2000 г. до н.э. [20] Самые ранние свидетельства существования шкивов относятся к Месопотамии в начале 2-го тысячелетия до нашей эры. [21]
Винт , последняя из изобретенных простых машин, [22] впервые появилась в Месопотамии в неоассирийский период (911-609 гг. до н.э.). [21] Ассирийский царь Сеннахирим (704–681 до н.э.) утверждает, что изобрел автоматические шлюзы и первым применил водяные винтовые насосы весом до 30 тонн, которые отливали с использованием двухчастных глиняных форм, а не с помощью процесс « потерянного воска ». [23] Акведук Джерван ( ок. 688 г. до н.э.) состоит из каменных арок и облицован водонепроницаемым бетоном. [24] Самые ранние свидетельства о водяных колесах и водяных мельницах относятся к древнему Ближнему Востоку в 4 веке до нашей эры, [25] в частности, в Персидской империи до 350 года до нашей эры, в регионах Месопотамии (Ирак) и Персии (Иран). [26] Это новаторское использование энергии воды стало, пожалуй, первым применением механической энергии . [27]
Механические устройства получили широкое распространение в Древней Греции и Древнем Риме благодаря систематическому использованию новых источников энергии, особенно водяных колес . Их использование расширилось в средние века с появлением ветряных мельниц .
Станки вызвали всплеск производства новых инструментов в ходе промышленной революции . Доиндустриальные машины создавались разными мастерами: слесари строили водяные и ветряные мельницы, плотники изготавливали деревянные каркасы, а кузнецы и токари изготавливали металлические детали. Деревянные компоненты имели тот недостаток, что размеры менялись в зависимости от температуры и влажности, а различные соединения со временем имели тенденцию расшатываться (расшатываться). По мере развития промышленной революции машины с металлическими деталями и корпусами становились все более распространенными. [28] [29]
Другие важные области применения металлических деталей заключались в огнестрельном оружии и резьбовых соединениях, таких как крепежные винты, болты и гайки. Также требовалась точность изготовления деталей. Точность позволит улучшить работу оборудования, обеспечить взаимозаменяемость деталей и стандартизацию резьбовых соединений. Спрос на металлические детали привел к разработке нескольких станков . Они берут свое начало в инструментах, разработанных в 18 веке производителями часов и научных приборов, позволяющих им серийно производить небольшие механизмы. До появления станков металл обрабатывался вручную с использованием основных ручных инструментов: молотков, напильников, скребков, пил и долот. Следовательно, использование металлических деталей машин было сведено к минимуму. Ручные методы производства были очень трудоемкими и дорогостоящими, а точности было трудно достичь. [30] [31] Благодаря присущей им точности станки позволяли экономично производить взаимозаменяемые детали . [28] [29] [32]
Примеры станков включают: [28] [29]
Сторонники нанотехнологий ожидают аналогичного всплеска, поскольку инструменты станут микроскопическими по размеру. [33] [34]
Классифицировать инструменты можно по их основным функциям:
Некоторые инструменты могут представлять собой комбинации других инструментов. Например, будильник представляет собой комбинацию измерительного инструмента (часов) и инструмента восприятия (будильника). Это позволяет будильнику стать инструментом, выходящим за рамки всех категорий, упомянутых выше.
Ведутся споры о том, считать ли средства защиты инструментами, поскольку они непосредственно не помогают выполнять работу, а лишь защищают работника, как обычная одежда. Они соответствуют общему определению инструментов и во многих случаях необходимы для завершения работы. К средствам индивидуальной защиты относятся такие предметы, как перчатки , защитные очки , наушники и костюмы биологической защиты . [38]
Часто, по замыслу или по совпадению, инструмент может иметь общие ключевые функциональные атрибуты с одним или несколькими другими инструментами. В этом случае одни инструменты могут заменить другие инструменты либо в качестве временного решения, либо в целях практической эффективности. «Один инструмент делает все» — это девиз, имеющий определенную важность для рабочих, которые практически не могут носить с собой каждый специализированный инструмент к месту выполнения каждой рабочей задачи, например плотник, который не обязательно работает в магазине весь день и которому необходимо выполнять работу в дом клиента. Замену инструмента можно разделить на два класса: «собственная» или «многоцелевая» замена и временная замена. Заменой «собственной конструкции» будут инструменты, специально разработанные для выполнения нескольких задач с использованием только одного инструмента.
Замена является «временным решением», когда в игру вступает человеческая изобретательность и инструмент используется не по назначению, например, для отделения рычага управления автомобиля от шарового шарнира с помощью длинной отвертки вместо использования камертона. Во многих случаях разработанные второстепенные функции инструментов широко не известны. Например, многие ручные пилы по дереву имеют квадрат за счет ручки специальной формы, которая позволяет размечать углы 90° и 45° путем совмещения соответствующей части ручки с краем и разметки по заднему краю. пила. Последнее иллюстрируется поговоркой: «Все инструменты можно использовать как молотки». Почти все инструменты можно использовать в качестве молотка, [39] хотя немногие инструменты специально предназначены для этого, и еще меньше инструментов работают так же хорошо, как оригинал.
Инструменты часто используются для замены многих механических устройств, особенно в старых механических устройствах. Во многих случаях вместо отсутствующей механической детали можно использовать дешевый инструмент. Ролик окна в автомобиле можно заменить плоскогубцами . Переключатель коробки передач или замок зажигания можно заменить с помощью отвертки. Опять же, это будет считаться инструментами, которые используются не по назначению, и временной заменой. Такие инструменты, как вращающийся инструмент, можно считать заменой «собственной конструкции» или «многоцелевой». Этот класс инструментов позволяет использовать один инструмент, имеющий как минимум две разные возможности. «Многоцелевые» инструменты — это, по сути, несколько инструментов в одном устройстве/инструменте. Подобные инструменты часто представляют собой электроинструменты, которые поставляются с множеством различных насадок, как, например, вращающийся инструмент, поэтому можно сказать, что электрическая дрель — это «многоцелевой» инструмент. [40]
Мультитул — это ручной инструмент, объединяющий несколько инструментов в одном портативном устройстве; Швейцарский армейский нож представляет собой один из самых ранних примеров. [41] Другие инструменты имеют основное назначение, но также включают в себя и другие функции - например, плоскогубцы обходчика включают в себя захват и резак и часто используются в качестве молотка; [39] и некоторые ручные пилы имеют квадрат под прямым углом между тупым краем лезвия и ручкой пилы. Это также будет категория «многоцелевых» инструментов, поскольку они также представляют собой несколько инструментов в одном (многоцелевые и многоцелевые могут использоваться взаимозаменяемо - сравните ручной топор ). Эти типы инструментов были специально созданы, чтобы привлечь внимание множества разных мастеров, которые путешествовали, чтобы выполнить свою работу. Для этих рабочих эти типы инструментов были революционными, потому что они представляли собой один инструмент или одно устройство, которое могло выполнять несколько разных задач. Благодаря этой новой революции инструментов путешествующему мастеру не придется носить с собой на рабочие места так много инструментов, поскольку его пространство будет ограничено транспортным средством или вьючным животным, на котором он едет. Многофункциональные инструменты решают проблему необходимости иметь дело с множеством различных инструментов.
Использование инструментов животными — это явление, при котором животное использует любой вид инструментов для достижения цели, например, добывания еды и воды, ухода , защиты, общения , отдыха или строительства . [42] Первоначально считалось, что это навык, которым обладают только люди , но использование некоторых инструментов требует сложного уровня познания. [43] Ведется активная дискуссия по поводу определения того, что представляет собой инструмент и, следовательно, какое поведение можно считать истинным примером использования инструмента. [42] [44] Наблюдения подтвердили, что ряд видов могут использовать инструменты, включая обезьян , приматов , слонов , некоторых птиц и каланов . Сейчас считается, что уникальные отношения человека с инструментами заключаются в том, что мы — единственный вид, который использует инструменты для изготовления других инструментов. [42] [45]
Приматы хорошо известны тем, что используют инструменты для охоты или сбора пищи и воды, укрытия от дождя и самообороны. Шимпанзе часто становились объектом изучения использования ими орудий, наиболее известное из которых — Джейн Гудолл ; эти животные тесно связаны с человеком. Использование диких инструментов у других приматов, особенно среди обезьян и мартышек , считается относительно распространенным явлением, хотя его полный масштаб остается плохо документированным, поскольку за многими приматами в дикой природе в основном наблюдают лишь отдаленно или кратковременно, когда они находятся в их естественной среде обитания и живут без влияния человека. . [42] [44] Некоторые новые методы использования инструментов приматами могут возникать локализованным или изолированным образом в определенных уникальных культурах приматов , передаваться и практиковаться среди социально связанных приматов посредством культурного обучения . [43] Многие известные исследователи, такие как Чарльз Дарвин в своей книге « Происхождение человека» , упоминали об использовании орудий обезьянами (например, бабуинами ). [42] [44] [46]
Известно, что среди других млекопитающих слоны , как дикие, так и содержащиеся в неволе, создают орудия с помощью хобота и ног, в основном для того, чтобы отбивать мух, царапать, затыкать вырытые ими лунки с водой (чтобы снова закрыть их, чтобы вода не испарялась) и достигать еда, которая находится вне досягаемости. Было замечено, что многие другие социальные млекопитающие используют орудия. Группа дельфинов в заливе Шарк использует морские губки , чтобы защитить свои клювы во время поиска пищи. Морские выдры используют камни или другие твердые предметы, чтобы выбить пищу (например, морское ушко ) и разбить моллюсков . Было замечено , что многие или большинство млекопитающих отряда Carnivora используют инструменты, часто для того, чтобы поймать или разбить панцирь добычи, а также для царапания. [42] [44] [46]
Врановые (такие как вороны , вороны и грачи ) хорошо известны своим большим мозгом (среди птиц ) и использованием инструментов. Новокаледонские вороны — одни из немногих животных, которые создают свои собственные орудия труда. В основном они изготавливают зонды из веток и дерева (а иногда и металлической проволоки), чтобы поймать или пронзить личинок . Использование инструментов некоторыми птицами лучше всего иллюстрируется сложностью гнезд. Птицы-портные изготавливают «мешочки», в которых строят свои гнезда. Некоторые птицы, такие как птицы-ткачи , строят сложные гнезда, используя разнообразный набор предметов и материалов, многие из которых специально выбираются определенными птицами из-за их уникальных качеств. Зяблики-дятлы втыкают ветки в деревья, чтобы поймать или пронзить личинок. Попугаи могут использовать инструменты, чтобы расклинивать орехи, чтобы они могли взломать внешнюю оболочку орехов, не выбрасывая внутреннее содержимое. Некоторые птицы пользуются деятельностью человека, например, вороны-падальщики в Японии, которые роняют орехи перед автомобилями, чтобы расколоть их. [42] [44] [46]
Некоторые виды рыб используют инструменты, чтобы охотиться и раскалывать моллюсков, добывать пищу, которая находится вне досягаемости, или расчищать место для гнездования. Известно , что среди головоногих моллюсков (и, возможно, уникально или в некоторой степени не наблюдается среди беспозвоночных ) осьминоги относительно часто используют инструменты, такие как сбор скорлупы кокосовых орехов для создания убежища или использование камней для создания барьеров. [42] [44] [46]
В более широком смысле, концепции , которые поддерживают систематическое или исследовательское мышление, часто называют «инструментами», например, Ванесса Дай называет «инструменты размышления» и «инструменты, которые помогут отточить вашу профессиональную практику» для учителей-стажеров, [47] иллюстрируя связь между физическими и концептуальными инструментами, цитируя французского учёного Клода Берно :
мы должны изменить [наши идеи], когда они послужили своей цели, как мы меняем тупой ланцет , которым пользовались достаточно долго. [47]
Точно так же процесс принятия решений, «разработанный для того, чтобы помочь женщинам и их партнерам принимать уверенные и осознанные решения при планировании места рождения», описывается как «инструмент выбора рождения»:
Инструмент призывает женщин рассмотреть возможность внебольничных условий, где это возможно, [48]
а идея «набора инструментов» используется Международной организацией труда для описания набора процессов, применимых к улучшению глобальных трудовых отношений . [49]
Телефон — это средство связи, которое обеспечивает взаимодействие двух людей, участвующих в разговоре на одном уровне. Он также обеспечивает взаимодействие между каждым пользователем и сетью связи на другом уровне. Именно в сфере медиа и коммуникационных технологий контринтуитивный аспект наших отношений с нашими инструментами впервые начал получать широкое признание. Джон М. Калкин , как известно, сказал: «Мы формируем наши инструменты, а затем наши инструменты формируют нас». [50] Одна группа ученых расширила эту тему, сказав: «Люди создают вдохновляющие и расширяющие возможности технологии, но также подвергаются влиянию, дополнению, манипулированию и даже заключению в тюрьму технологий». [51]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
СМИ, связанные с инструментами, на Викискладе?