Заключение
О том, что техника развивается в тесной связи с наукой производственными и социально-экономическими потребностями общества, написаны тысячи страниц. Для разных областей техники эти связи могут проявляться в более или менее явной форме, представая иногда во всех коллизиях лишь после обстоятельного исторического исследования.
Принято считать, что техника получения вакуума начала свое развитие с изобретением в середине XVII столетия Отто Герике воздушного насоса. Обращение к истории представлений о пустоте и эфире, начиная с античных времен позволяет по-новому взглянуть на процесс создания первого устройства для получения вакуума. Развитие этих представлений, достаточно интересное само по себе, неразрывно связано с историей вакуумной техники. Обстоятельное изучение фактов свидетельствует о том, что философские споры о возможности существования пустоты, начавшиеся в античные времена, так же как следовавшие за ними запреты и схоластический подход к вакууму в средние века и эпоху Возрождения, активно воздействовали на умы ученых и изобретателей и, в конечном счете, на историю появления вакуумных насосов.
Приводимый в книге факт, что изобретение близких по конструкции водяного и воздушного насосов разделяет два тысячелетия, с технической точки зрения представляется удивительным. Описание Героном в трактате "Пневматика" устройств, действие которых основано на сгущении и разрежении воздуха, убеждает, что уже эллинские мастера были близки к тому, чтобы сделать устройство для получения вакуума. Многовековая история водяных насосов свидетельствует о том, что в средние века и эпоху Возрождения механики знали о явлениях, вызываемых разрежением воздуха под поршнем, и учитывали его при устройстве систем откачки воды. Исходя из имеющихся сведений о достигнутом в тот период уровне развития техники, можно утверждать, что распространение догм "Природа не терпит пустоты", "Пустота может быть создана лишь всемогуществом Бо-жием" и т.п. вместе с религиозно-схоластическими запретами и угрозой суда инквизиции, по существу, задержали появление вакуумного насоса на несколько веков.
Приведеные в книге факты дают возможность по-другому рассматривать и историю появления первого насоса для получения "пустоты". В книгах по истории науки изобретению Герике обычно предшествует описание опытов Торричел-ли и Паскаля, приведших к открытию давления атмосферы. Следствием этих опытов явилось образование загадочной торричеллиевой пустоты, что, как считается, натолкнуло деятельного магдебургского бургомистра на проведение собственных экспериментов по получению вакуума. Нам представляется, что поводом для работ Герике скорее всего послужили опыты Берти и Маньяно с водяной барометрической трубой, получившие известность не только в Риме, но и других городах Европы. Характерно, что Герике не занимался опытами с торричеллиевыми трубками, а начал свои эксперименты с попытки удалить воду из плотно закупоренной бочки.
В течение двух с половиной столетий после изобретения Герике вакуумные насосы применялись главным образом для проведения научных опытов с разреженной газовой средой. С этими опытами связаны многие открытия в науке; к существенному расширению наших знаний о строении материи привели начавшиеся в ХIХ в. эксперименты с электрическим разрядом в вакууме. Опыты с разреженным газом стояли у истоков создания универсального теплового двигателя; с ними связана разработка проектов атмосферических и пневматических транспортных систем.
Развитие вакуумной техники значительно ускорилось с началом использования вакуумирования в качестве технологического процесса: с конца XIX в, в производстве электрических ламп накаливания, а спустя два десятилетия - электронных приборов.
В первой четверти XX в. начали формироваться методы и приемы новой, по существу, современной вакуумной техники. Научными предпосылками для этого стали развитие молекулярно-кинетической теории газов для области низких давлений и практическое использование достижений Данной теории при создании новых средств получения и измерения вакуума.
С появлением насосов молекулярного и диффузионного типов существовавший со времен Герике архетип удаления газа методом поршня перестал довлеть над изобретателями. Изобретение обоих насосов явилось блестящим подтверждением правильности выводов молекулярно-кинетической теории газов и содействовало дальнейшему широкому практическому применению теории.
История развития новых средств получения вакуума, особенно диффузионного насоса, дает интересный материал для анализа того, как результаты теоретического исследования воплощаются в конструкции технического средства, какую роль могут играть теоретические и эмпирические методы расчета при совершенствовании техники, как формируется прикладная теория технического устройства и т.п. С целью более подробного рассмотрения этих вопросов, значительное место в книге уделено истории того, как развивались конструкция и теория диффузионного насоса на начальном этапе его развития.
Формирование современной вакуумной техники в первой половине XX в. было тесно связано с развитием электронных приборов. Об этой взаимосвязи рассказывается в одной из глав книги. Средства вакуумной техники, кроме того, использовались в химической и пищевой промышленности, производстве оптических приборов, медицинских препаратов и т.п. В период после Второй мировой войны вакуумная техника нашла широкое применение в атомной промышленности, металлургическом производстве, исследованиях, связанных с физикой элементарных частиц и управляемой термоядерной реакцией, изучением и освоением космического пространства и т.д. Описание вакуумных процессов и оборудования, используемых в этих областях, не входило в задачу автора. В книге не рассказывается и об истории таких видов вакуумной техники как средства измерения вакуума, вакуумные насосы нового поколения - геттерно-ионного, магниторазрядного, криогенного типов и т.п. Выполнение такой задачи потребовало бы труда значительно большего объема.
Сегодня становится ясным, что одним из наиболее перспективных применений вакуумной техники в будущем продолжает оставаться электроника. При этом проблемы, стоящие перед вакуумной техникой, в меньшей степени связаны с откачиваемыми электронными приборами и в большей - с технологическими процессами изготовления изделий микроэлектроники, включая интегральные схемы о субмикронными и нанометровыми размерами элементов, оптоэлектронику на основе наногетероструктур, твердотельную СВЧ-технику и т.д.