기술의 역사
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1. 개요
기술의 역사는 인류 문명의 발전과 함께해 온 기술의 변화와 발전을 다루는 분야이다. 사회학자, 인류학자들은 기술 발전을 사회 문화적 진화의 주요 동인으로 보았으며, 에너지 사용량, 정보량 등을 기준으로 기술 발전을 측정했다. 구석기 시대의 석기 도구에서 시작하여, 농업 혁명, 청동기, 철기 시대를 거치며 기술은 끊임없이 발전해 왔으며, 각 시대별로 농업, 건축, 통신, 에너지 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화가 일어났다. 특히 고대 그리스, 로마, 이슬람 세계 등에서 다양한 기술적 발전이 이루어졌으며, 중세 시대에는 물과 풍력을 이용한 기술, 근대에는 인쇄술, 증기 기관, 산업 혁명, 20세기에는 전기, 통신, 컴퓨터, 21세기에는 정보 기술, 생명 공학 등의 발전이 두드러졌다. 기술 발전은 사회 구조, 경제 시스템, 문화 등 다양한 측면에 영향을 미치며, 인류의 삶을 변화시켜 왔다.
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| 기술의 역사 | |
|---|---|
| 기술의 역사 개요 | |
 | |
| 주요 분야 | 농업 건축 통신 컴퓨터 과학 에너지 공학 제조 의학 군사 광업 교통 |
| 주요 시대 | |
| 선사 시대 | 구석기 시대 신석기 시대 청동기 시대 철기 시대 |
| 고대 | 고전 고대 로마 시대 |
| 중세 | 중세 시대 |
| 근대 | 르네상스 시대 계몽주의 시대 산업 혁명 |
| 현대 | 정보 시대 |
| 일반적인 주제 | |
| 개념 | 고대 기술 적정 기술 블루투스 파괴적 혁신 신흥 기술 인간 공학 미래학 혁신 발명 기계 나노 기술 지속 가능한 디자인 기술 기술 변화 기술 결정론 기술적 특이점 기술 윤리 기술 철학 기술 이전 고대 기술 목록 |
| 과학 기술사 | 농업사 자동화 역사 자동차 역사 항공 역사 계산 역사 시멘트 역사 컴퓨터 과학 역사 전기 역사 엔진 역사 공학 역사 산업 공학 역사 제조 역사 수학 역사 의학 역사 광업 역사 라디오 역사 측량 역사 기술사 타임라인 텔레비전 역사 시계 역사 |
| 조직 | 기술 박물관 목록 레드 닷 디자인 박물관 |
| 관련 주제 | |
| 분야 | 고고학 인류학 경제학 과학사 기술 철학 사회학 |
2. 기술 발전의 측정
많은 사회학자와 인류학자들은 사회 및 문화적 진화를 다루는 사회 이론을 만들었다. 루이스 H. 모건, 레슬리 화이트, 게르하르트 렌스키와 같은 일부 학자들은 기술 발전을 인간 문명의 발전을 이끄는 주요 요인으로 보았다. 모건은 사회 진화의 세 가지 주요 단계(야만, 미개, 문명)를 제시했는데, 이는 불과 같은 기술적 이정표에 따라 나눌 수 있다. 화이트는 문화의 진화를 판단하는 척도는 에너지라고 주장했다.[2]
화이트는 "문화의 주요 기능"은 "에너지를 활용하고 통제하는 것"이라고 보았다. 그는 인간 발달의 다섯 단계를 다음과 같이 구분했다.
- 1단계: 인간 자신의 근육 에너지 사용
- 2단계: 가축의 에너지 사용
- 3단계: 식물의 에너지(농업 혁명) 사용
- 4단계: 천연 자원(석탄, 석유, 가스)의 에너지 사용
- 5단계: 핵에너지 활용
화이트는 P=E/T 공식을 도입했는데, 여기서 P는 개발 지수, E는 소비된 에너지의 척도, T는 에너지를 사용하는 기술적 요소의 효율성을 나타낸다. 그는 "문화는 1인당 연간 활용되는 에너지의 양이 증가하거나, 에너지를 활용하는 도구적 수단의 효율성이 증가함에 따라 진화한다"고 주장했다. 니콜라이 카르다셰프는 이 이론을 확장하여 카르다셰프 척도를 만들고, 발달된 문명의 에너지 사용을 분류했다.
렌스키는 정보에 초점을 맞추었다. 그는 주어진 사회가 더 많은 정보와 지식(특히 자연 환경을 형성할 수 있는)을 가질수록 더 발전한다고 보았다. 그는 의사소통의 역사의 발전에 기초하여 인간 발달의 네 단계를 식별했다.
- 1단계: 정보가 유전자에 의해 전달
- 2단계: 인간이 지각을 얻게 되어 경험을 통해 정보를 배우고 전달
- 3단계: 인간이 기호를 사용하고 논리를 개발
- 4단계: 기호를 만들고, 언어와 문자를 개발
통신 기술의 발전은 경제 시스템과 정치 시스템, 부의 분배, 사회적 불평등 및 사회 생활의 다른 영역의 발전으로 이어진다. 그는 또한 기술, 통신 및 경제 수준에 따라 사회를 다음과 같이 구분했다.
| 구분 | 설명 |
|---|---|
| 수렵 채집 사회 | |
| 단순 농업 사회 | |
| 발전된 농업 사회 | |
| 산업 사회 | |
| 특수 사회 | 예: 어업 사회 |
사회학과 인류학에서는 사회문화적 진화에 관한 다양한 이론들이 제시되었다. 루이스 헨리 모건, 레슬리 화이트, 게르하르트 렌스키와 같은 학자들은 기술의 진보가 문명 발전을 이끄는 주요 동력이라고 주장했다. 모건은 사회 발전 단계를 미개, 야만, 문명의 세 단계로 구분했는데, 이는 기술적 진보 단계와 연결될 수 있다. 미개 단계는 불, 활, 도예 기술, 야만 단계는 동물 가축화, 농업, 금속 가공 기술, 문명 단계는 문자와 필기 기술과 관련된다.[2]
경제학에서 생산성은 기술 발전의 척도이다. 생산성은 단위 생산량에 사용되는 투입물(고전적으로 노동과 자본, 일부 척도는 에너지와 자재 포함)이 줄어들 때 증가한다. 기술 발전의 또 다른 지표는 새로운 제품과 서비스의 개발인데, 이는 노동 투입 감소에 따라 발생하는 실업을 상쇄하는 데 필요하다. 선진국에서는 1970년대 후반부터 생산성 증가율이 둔화되었지만, 제조업과 같은 일부 경제 부문에서는 생산성 증가율이 더 높았다.[3] 예를 들어, 미국의 제조업 고용은 1940년대 30% 이상에서 70년 후 10%를 조금 넘는 수준으로 감소했다. 다른 선진국에서도 유사한 변화가 발생했다. 이 단계는 ''탈산업 사회''라고 한다.
1970년대 후반, 앨빈 토플러(미래 쇼크의 저자), 다니엘 벨, 존 네이스비트와 같은 사회학자와 인류학자들은 탈산업 사회 이론을 제시하며, 현재의 산업 사회 시대가 끝나가고 서비스와 정보가 산업과 상품보다 더 중요해지고 있다고 주장했다. 소설에서 특히, 탈산업 사회에 대한 일부 극단적인 비전은 기술적 특이점 사회와 유사하다.[4]
3. 시대별 기술 발전
화이트는 에너지를 문화 진화의 척도로 보았다. 그는 "문화의 주요 기능"이 "에너지 제어"라고 정의하며, 인류 발전 단계를 다섯 단계로 구분했다. 첫 번째는 인간 근육, 두 번째는 가축, 세 번째는 식물(농업 혁명), 네 번째는 천연 자원(석탄, 석유, 천연 가스), 다섯 번째는 원자력 에너지를 사용하는 단계이다. 화이트는 P=E*T (E: 소비 에너지량, T: 에너지 이용 기술 효율) 공식을 제시하며, 에너지 이용량 증가 또는 기술 효율 향상이 문화 발전을 이끈다고 주장했다. 니콜라이 카르다쇼프는 이 이론을 발전시켜 카르다쇼프 문명 척도를 제안했다.
렌스키는 정보에 주목하여, 정보와 지식(특히 자연 환경 적응 관련)이 늘어날수록 사회가 진보한다고 보았다. 그는 통신 수단 발전에 따라 인류 발전을 네 단계로 나누었다. 첫 번째는 유전자, 두 번째는 지각 및 경험 학습, 세 번째는 기호와 논리, 네 번째는 상징, 언어, 필기를 통한 정보 전달 단계이다. 통신 기술 진보는 경제 및 정치 시스템 발전, 부의 분배, 사회적 불평등과 밀접하게 관련된다. 렌스키는 사회를 기술, 통신, 경제 단계에 따라 수렵 채집 사회, 단순 농경 사회, 발전된 농경 사회, 산업 사회, 특수 사례(어업 등)로 분류했다.
경제학에서 생산성은 기술 발전의 척도이며, 단위 생산량에 투입되는 자원(노동, 자본, 에너지, 자재) 감소로 측정된다. 새로운 제품과 서비스 개발도 기술 발전 지표이다. 1970년대 후반부터 선진국에서 생산성 증가율이 둔화되었지만, 제조업 등 일부 부문에서는 높은 증가율을 보였다.[3] 미국의 제조업 고용 감소(1940년대 30% 이상 → 70년 후 10% 초반)와 같은 변화는 다른 선진국에서도 나타났으며, 이를 ''탈산업 사회''라고 한다.
앨빈 토플러, 다니엘 벨, 존 네즈비트 등은 산업 사회가 끝나고 탈산업 사회가 시작되며, 산업과 재화보다 서비스와 정보가 중요해진다고 보았다. 기술적 특이점 이후 사회와 같이, 탈산업 사회의 진전된 모습은 SF에서 자주 묘사된다.[4]
다음은 시대별 및 지리별 기술 발전 요약이다.3. 1. 선사 시대
구석기 시대 동안, 모든 인류는 제한된 도구와 몇 안 되는 영구적인 정착지를 가진 생활 방식을 가졌다. 최초의 주요 기술은 생존, 사냥, 식량 준비와 관련이 있었다. 석기 도구와 무기, 불, 그리고 의복은 이 기간 동안 매우 중요한 기술 발전이었다.
인류의 조상은 약 30만 년 전의 ''호모 사피엔스''가 출현하기 훨씬 전부터 돌과 다른 도구를 사용해 왔다.[5] 도구 사용에 대한 가장 초기의 직접적인 증거는 에티오피아의 대지구대에서 발견되었으며, 그 시기는 250만 년 전으로 거슬러 올라간다.[6] 석기 제작의 가장 초기의 방법은 올도완 "산업"으로 알려져 있으며, 적어도 230만 년 전으로 거슬러 올라간다.[7] 이러한 석기 도구 사용 시대는 ''구석기 시대'' 또는 "고석기 시대"라고 불리며, 약 1만 2천 년 전 농업이 발달하기 전까지 인류 역사의 모든 시기를 아우른다.
석기 도구를 만들기 위해 특정 조각 속성(예: 부싯돌)을 가진 단단한 돌의 "핵"을 망치돌로 쳤다. 이 조각으로 인해 날카로운 모서리가 생겨 도구로 사용할 수 있었는데, 주로 다지기 또는 긁개 형태였다.[8] 이러한 도구는 초기 인류가 수렵 채집 생활을 하면서 사체 해체(및 골수를 얻기 위해 뼈를 부수는 것), 나무 자르기, 견과류 깨기, 가죽을 위해 동물의 가죽 벗기기, 심지어 뼈와 나무와 같은 더 부드러운 재료로 다른 도구를 만드는 등 다양한 작업을 수행하는 데 크게 도움이 되었다.[9]
가장 초기의 석기 도구는 그다지 중요하지 않았으며, 금이 간 돌에 불과했다. 약 165만 년 전 시작된 아슐리안 시대에는 주먹도끼와 같이 돌을 특정 형태로 가공하는 방법이 등장했다. 이 초기 석기 시대는 구석기 시대 전기로 묘사된다.
약 30만 년 전의 중기 구석기 시대에는 여러 개의 칼날을 하나의 코어 스톤에서 빠르게 형성할 수 있는 준비된 코어 기술이 도입되었다.[8] 약 4만 년 전 시작된 후기 구석기 시대에는 나무, 뼈 또는 사슴 펀치를 사용하여 돌을 매우 정밀하게 다듬을 수 있는 압착 박리가 도입되었다.[10]
약 1만 년 전 마지막 빙하기의 종말은 후기 구석기 시대의 종말이자 중석기 시대의 시작으로 여겨진다. 중석기 기술에는 나무, 뼈, 사슴 뿔 도구와 함께 복합 석기 도구로 미세석기의 사용이 포함되었다.
농업 기술의 기초가 개발된 후기 석기 시대는 신석기 시대라고 불린다. 이 기간 동안, 윤이 난 석기 도구는 부싯돌, 옥, 연옥, 녹색암과 같은 다양한 단단한 암석으로 만들어졌으며, 주로 노출된 곳을 채석장으로 활용했지만, 나중에는 터널을 파서 귀중한 암석을 찾았고, 이것이 채광 기술의 첫걸음이었다. 윤이 난 도끼는 숲을 개간하고 작물 농업을 시작하는 데 사용되었으며, 청동과 철이 등장했을 때에도 여전히 사용될 정도로 효과적이었다. 이러한 석기 도끼는 발사체, 칼, 긁개와 같은 석기 도구와 나무, 뼈, 사슴 뿔과 같은 유기 재료로 만든 도구와 함께 사용되었다.[11]
석기 시대 문화는 음악을 발전시켰고 조직적인 전쟁에 참여했다. 석기 시대의 인류는 바다를 항해할 수 있는 아웃리거 카누 기술을 개발하여 말레이 제도를 가로질러, 인도양을 건너 마다가스카르로, 그리고 태평양을 가로지르는 이주로 이어졌으며, 이는 해류, 기상 패턴, 항해 및 천체 항법에 대한 지식을 필요로 했다.
구석기 문화는 기록을 남기지 않았지만, 유목 생활에서 정착과 농업으로의 전환은 다양한 고고학적 증거를 통해 추론할 수 있다. 이러한 증거에는 고대 도구,[12] 동굴 벽화, 그리고 빌렌도르프의 비너스와 같은 다른 선사 시대 미술이 포함된다. 인류의 유해는 뼈 검사, 미라 연구를 통해 직접적인 증거를 제공한다. 과학자와 역사가들은 다양한 선사 시대 사람들의 생활 방식과 문화, 특히 그들의 기술에 대해 중요한 추론을 할 수 있었다.
3. 2. 고대
석기 시대는 신석기 혁명을 거쳐 청동기 시대로 발전했다. 신석기 혁명은 농경 기술의 극적인 변화로, 농경의 시작, 동물의 가축화, 정착 등과 같은 현상을 포함한다. 이러한 요인들의 결합으로 구리의 정련, 더 나아가 주석과 구리의 합금인 청동의 정련이 시작되어 도구의 재료로 사용될 수 있게 되었다. 그러나, 마제 석기도 원료를 금속보다 훨씬 쉽게 구할 수 있었기 때문에(특히 주석은 입수가 어려웠다), 청동기 시대에도 오랫동안 계속 사용되었다.[85]
이 기술은 비옥한 초승달 지대에서 시작되어 시간이 지남에 따라 퍼져 나갔다. 석기, 청동기, 철기라는 발전이 항상 그랬던 것은 아니다. 특히 유라시아 대륙 이외의 기술사에서는 이것이 정확하지 않으며, 오스트레일리아(스피니펙스인), 안다만 제도(센티넬족), 아마존강 유역의 다양한 부족 등 고립된 지역에서는 석기 시대의 기술을 현대까지 사용하며 농경도 금속기 기술도 개발하지 않았다.
철기 시대가 되면서 철의 제련 기술이 등장했다. 철은 청동을 대체하여 청동기보다 더 강하고 저렴한 도구를 만들 수 있게 했다. 유라시아 대륙의 많은 문화에서는 철기 시대 다음 단계로 문어가 생겨났지만, 항상 그랬던 것은 아니다. 강철은 고온의 용광로가 필요했기 때문에 대량 생산할 수 없었지만, 철을 단조하여 탄소 함유율을 적당한 값으로 줄여 강철을 만들 수 있었다. 철광석은 구리나 주석보다 더 광범위하게 산출된다. 유럽에서는 전쟁 중 피난처 또는 정착지로서 큰 힐포트가 건설되었다. 때로는 청동기 시대부터 존재했던 요새를 확장했다. 철제 도끼를 사용함으로써 삼림 벌채 속도가 빨라졌고, 증가하는 인구에게 식량을 제공하기 위한 농지로 사용되었다.
기원전 1000년부터 기원전 500년경까지, 게르만족은 청동기 시대였지만, 켈트족은 같은 무렵 철기 시대에 들어섰고, 할슈타트 문화가 생겨났다. 이러한 문화는 고대 로마와 군사적으로나 농경 관습상 대립했지만, 유럽인은 로마인의 기술적 우위에 의해 정복되었다.
3. 3. 중세
중세 시대는 물과 풍력 에너지가 동물과 인간의 근력보다 더 중요해진 경제 발전이 두드러졌다.[42] 수력과 풍력은 대부분 곡물 제분에 사용되었으며, 고로에서 공기를 불어넣거나 종이 제조를 위해 헝겊을 펄프화하고 양모를 펠트화하는 데에도 활용되었다. 둠즈데이 북에 따르면 1086년 영국에는 5,624개의 수차가 있었는데, 이는 약 30가구당 1개꼴이었다.[42]
이 시기에는 아랍 농업 혁명이 일어났다. 이는 이슬람 지역에서 8세기부터 13세기까지 구세계 농업에 일어난 변화였다. 아랍 및 기타 무슬림 상인들이 구축한 경제는 다양한 작물과 농업 기술이 이슬람 세계 전역에 확산되고, 이 지역 외부의 작물과 기술이 도입 및 적응되도록 하였다.[43] 축산, 관개 등 농업 분야의 발전은 풍차와 같은 새로운 기술과 함께 농업 생산성을 크게 높여 인구 증가, 도시화, 사회 계층화를 촉진했다.
이슬람 세계의 무슬림 기술자들은 수력을 널리 사용했으며, 조력 발전, 풍력,[44] 석유와 같은 화석 연료, 대규모 공장 단지(아랍어로 ''티라즈'')를 초기에 활용했다.[45] 풀링 제분기, 곡물 제분기, 쌀 탈곡기, 제재소, 선박 제분기, 스탬프 제분기, 제강소, 조력 제분기 등 다양한 산업용 제분기가 이슬람 세계에서 사용되었다. 11세기에는 이슬람 세계 전역에서 이러한 산업용 제분기가 가동되었다.[46] 무슬림 기술자들은 제분기와 물을 끌어올리는 기계에 수력 터빈과 기어를 사용하고, 댐을 수차와 물을 끌어올리는 기계에 추가 전력을 제공하는 수원으로 활용하는 데 선구적인 역할을 했다.[47] 이러한 기술 중 상당수는 중세 유럽으로 전파되었다.[48]
곡물을 갈고 물을 퍼 올리는 데 사용되는 풍력 기계인 풍차와 풍력 펌프는 9세기경 현재의 이란, 아프가니스탄, 파키스탄에서 처음 등장했다.[49][50][51][52] 이들은 곡물 제분 및 사탕수수 산업에서 곡물을 갈고 물을 끌어올리는 데 사용되었다.[53] 사탕수수 제분기는 중세 이슬람 세계에서 처음 등장했으며,[54] 처음에는 수차로, 이후에는 9세기와 10세기부터 아프가니스탄, 파키스탄, 이란에서 풍차로 구동되었다.[55] 아몬드와 감귤류 같은 작물이 알-안달루스를 통해 유럽으로 유입되었고, 설탕 재배가 점차 유럽 전역에 채택되었다. 아랍 상인들은 16세기 포르투갈인들이 도착할 때까지 인도양 무역을 지배했다.
무슬림 세계는 중국에서 제지술을 받아들였다.[46] 최초의 제지 공장은 794-795년 아바스 왕조 시대 바그다드에서 등장했다.[56] 화약 지식 또한 주로 이슬람 국가를 통해 중국에서 전파되었으며,[57] 이슬람 국가에서 순수한 질산 칼륨 제조법이 개발되었다.[58][59]
물레는 11세기 초 이슬람 세계에서 발명되었다.[60] 이후 유럽에서 널리 채택되어 방적기로 개조되었고, 산업 혁명 시기 핵심 장치가 되었다.[61] 크랭크축은 1206년 알자자리에 의해 발명되었으며,[62][63] 증기 기관, 내연 기관, 자동 제어와 같은 현대 기계의 핵심 기술이다.[64][65] 캠축 또한 1206년 알자자리에 의해 처음 설명되었다.[66]
초기 프로그래밍 가능한 기계 역시 무슬림 세계에서 발명되었다. 최초의 음악 시퀀서(프로그래밍 가능한 악기)는 9세기 바누 무사 형제가 발명한 자동 플루트 연주자로, ''기발한 장치의 책''에 묘사되어 있다.[67][68] 1206년 알자자리는 프로그래밍 가능한 자동 인형/로봇을 발명했다. 그는 프로그래밍 가능한 드럼 머신으로 작동하는 두 명의 드러머를 포함한 네 명의 자동 인형 음악가를 묘사했는데, 드러머는 다양한 리듬과 드럼 패턴을 연주하도록 설정할 수 있었다.[69] 알자자리가 발명한 성 시계는 수력으로 작동하는 기계식 천문 시계로, 초기 프로그래밍 가능한 아날로그 컴퓨터였다.[70][71][72]
오스만 제국에서는 1551년 오스만 이집트의 타키 앗딘 무함마드 이븐 마루프가 실용적인 충격 증기 터빈을 발명했다. 그는 증기 제트가 바퀴 주변의 베인에 작용하여 꼬챙이를 회전시키는 방법을 설명했다. 증기 잭으로 알려진 유사한 꼬챙이 회전 장치는 1648년 존 윌킨스에 의해 나중에 설명되었다.[73][74]
중세 기술은 오랫동안 서양 기술 발전의 후퇴기로 여겨졌으나, 1940년대부터 린 화이트와 같은 미국 과학사학자들은 중세 기술의 혁신적인 특징을 강조했다. 기계식 시계, 안경, 수직형 풍차 등이 중세의 대표적인 발명품이다. 워터마크나 실용적인 단추와 같이 겉으로 드러나지 않는 발명품에서도 중세의 창의성을 엿볼 수 있다. 항해 분야에서는 핀틀 및 걸쇠 러더, 라틴 돛, 드라이 컴퍼스, 말굽, 천체 관측기가 도입되어 이후 대항해 시대의 기반을 다졌다.
판갑, 강철 쇠뇌, 대포의 개발은 군사 기술의 발전을 보여준다. 중세는 건축 유산으로도 유명하다. 립 볼트와 뾰족 아치의 발명은 높이 솟은 고딕 건축 양식을 탄생시켰고, 중세 요새는 '성 시대'라는 칭호를 낳았다.
2세기 중국의 제지술은 8세기 중국 제지공들이 포로로 잡히면서 중동으로 전파되었다.[75] 제지 기술은 히스파니아 우마이야 왕조 정복으로 유럽에 전파되었으며,[76] 12세기 시칠리아에 제지 공장이 설립되었다. 유럽에서는 리넨과 면 넝마에서 종이 펄프를 얻었다. 린 타운젠드 화이트 주니어는 물레가 넝마 공급을 늘려 저렴한 종이 생산을 이끌었고, 이는 인쇄술 발달의 요인이 되었다고 평가했다.[77]
3. 4. 근대 초기 (르네상스 시대 ~ 산업 혁명 이전)
현대 공학이 발전하기 전에는 방앗간 기술자, 시계 제작자, 악기 제작자, 측량 기사 등 장인과 기술자들이 수학을 사용했다. 이러한 직업 외에, 대학은 기술에 큰 실질적 중요성을 갖지 못했다고 여겨졌다.[78]
르네상스 시대의 기계 기술 상태에 대한 표준 참고 자료는 광산 공학 논문 ''De re metallica''(1556)에 나와 있으며, 지질학, 광업, 화학에 대한 내용도 포함되어 있다. ''De re metallica''는 다음 180년 동안 표준 화학 참고 자료였다.[78] 사용된 수력 기계 장치로는 광석 스탬프 밀, 대장장이 망치, 송풍기, 흡입 펌프 등이 있었다.
고로는 대포 주조로 인해 15세기 중반 프랑스에서 널리 사용되었다. 고로는 기원전 4세기부터 중국에서 사용되었다.[85][79]
올리브 나사 압착기를 개조한 누각 주조 금속 활자 인쇄기의 발명(c. 1441)으로 책의 수와 출판된 제목 수가 엄청나게 증가했다. 이동식 세라믹 활자는 중국에서 수 세기 동안 사용되었으며, 목판 인쇄는 그보다 훨씬 더 오래되었다.[80]
이 시대는 원근법, 이중 쉘 돔, 요새와 같은 심오한 기술적 발전으로 특징지어진다. 타콜라와 레오나르도 다 빈치와 같은 르네상스 시대 예술가 겸 기술자의 노트는 당시 알려지고 적용된 기계 기술에 대한 깊은 통찰력을 제공한다. 건축가와 엔지니어는 고대 로마의 구조물에서 영감을 얻었으며, 브루넬레스키와 같은 사람들은 피렌체 대성당의 대형 돔을 만들었다. 그는 대형 석조 구조물을 건물 꼭대기까지 올리도록 설계한 독창적인 크레인을 보호하기 위해 최초로 발급된 특허 중 하나를 받았다. 이탈리아 도시 국가들이 서로 갈등을 벌이는 경우가 많았기 때문에 쇠뇌와 더욱 강력한 포병의 광범위한 사용으로 군사 기술이 빠르게 발전했다. 메디치와 같은 강력한 가문은 예술과 과학의 강력한 후원자였다. 르네상스 과학은 과학 혁명을 낳았으며, 과학과 기술은 상호 발전의 순환을 시작했다.
개량된 범선인 나우(nau) 또는 캐러벨은 아메리카 대륙의 유럽 식민지화와 함께 대항해 시대를 가능하게 했으며, 프랜시스 베이컨의 ''뉴 아틀란티스''에 의해 전형적으로 묘사되었다. 바스코 다 가마, 카브랄, 마젤란, 크리스토퍼 콜럼버스와 같은 선구자들은 상품을 위한 새로운 무역로를 찾고, 육상으로 가는 기존 경로보다 여정을 단축하기 위해 아프리카, 인도, 중국과의 접촉을 시도하며 세계를 탐험했다. 그들은 새로운 지도와 차트를 제작하여 후대 선원들이 더 큰 자신감을 가지고 더 멀리 탐험할 수 있게 했다. 그러나 경도 문제와 정확한 해상 시계의 부재로 인해 항해는 일반적으로 어려웠다. 유럽 열강들은 고대 그리스 시대 이후 잊혀졌던 민법의 개념을 재발견했다.
3. 5. 산업 혁명 시대 (18세기 중후반 ~ 19세기)
영국의 산업 혁명은 섬유 기계, 광업, 야금, 운송 및 공작 기계의 발명 분야에서 발전으로 특징지어진다. 산업 혁명의 원동력이 된 것은 그레이트브리튼 섬에서 풍부하게 생산되던 석탄이 제공하는 저렴한 에너지였다.[82] 석탄은 코크스로 변환되어 고로에 사용되어 주철의 대량 생산이 가능하게 되었고, 아이언 브리지와 같은 구조물을 만들 수 있게 되었다. 석탄이 저렴하게 공급되면서 동력원으로서의 수차를 필요로 하지 않게 되었고, 공장 입지에 수변을 선택할 필요가 없어졌지만, 당연히 수력이 사용 가능한 장소에서는 수차도 계속 사용되었다.
증기 기관은 광산의 배수를 도왔고, 더 많은 석탄 매장지에 접근할 수 있게 되었으며, 석탄 생산량이 증가했다. 1750년대 중반, 증기 기관은 물의 제약을 받는 철, 구리 및 납 산업에 송풍 용도로 사용되었다. 이 산업은 광산 근처에 위치해 있었고, 일부 광산에서는 광산 펌핑을 위해 증기 기관을 사용했다. 증기 기관은 가죽 벨로에 너무 강력해서 1768년에 주철 송풍 실린더가 개발되었다. 증기 동력 고로는 더 높은 온도를 달성하여 철 고로 공급에 더 많은 석회를 사용할 수 있게 했다.[85] 고압 증기 기관의 개발로 기관차가 가능해졌고, 운송 혁명이 뒤따랐다.[86] 18세기 초부터 존재했던 증기 기관은 증기선과 철도 운송에 실제로 적용되었다. 최초의 목적 제작 철도 노선인 리버풀 앤 맨체스터 철도는 1830년에 개통되었으며, 로버트 스티븐슨의 로켓 기관차는 최초로 사용된 증기 기관차 중 하나였다.
1803년 포츠머스 블록 공장에서 금속 기계를 이용한 선박의 도르래 도르래와 태클 제조는 지속적인 대량 생산 시대를 촉발했다. 부품을 제조하기 위해 엔지니어가 사용하는 공작 기계는 19세기 초, 특히 리처드 로버츠와 조지프 휘트워스에 의해 시작되었다.
계몽 시대까지 수도 공급 및 위생의 역사에서는 거의 진전이 없었고, 로마인의 엔지니어링 기술은 유럽 전역에서 거의 무시되었다. 물 공급을 정화하기 위한 모래 여과기의 최초 기록된 사용은 1804년으로 거슬러 올라간다. 세계 최초의 처리된 공공 수도 공급 시설은 1829년 런던의 첼시 워터웍스 회사를 위해 엔지니어 제임스 심슨에 의해 설치되었다.[87]
3. 6. 20세기
20세기에 들어서면서, 주로 미국을 중심으로 통신 기술과 수송 기술이 발달하면서 전 세계적인 지적 교류 속도가 빨라졌다. 이는 과학적 방법의 실천과 연구 개발 확대로 이어져 현대 과학 기술 발전에 크게 기여했다. 20세기 전반에는 과학적 진보가 군사용 연구 개발과 직접적으로 연결되어, 전자 계산기나 원자력 등 새로운 이론에 기초한 기술도 전쟁을 위해 급속도로 개발되었고, 제2차 세계 대전 이후 민간 용도로 응용되었다. 라디오, 레이더, 초기의 녹음 기술은 무선 통신, 방송, 팩시밀리, 데이터의 자기 기록을 만들어내는 원동력이 되었다.
에너지와 동력 기관 기술도 광범위하게 발전했는데, 예를 들어 원자력은 맨해튼 계획 이후 발전해 갔다. 수송 수단으로서의 로켓은 미국(로버트 고다드), 러시아(콘스탄틴 치올코프스키), 독일(헤르만 오베르트)에서 주로 개발되었으며, 20세기 후반에 인류를 우주로 보내는 원동력이 되었다. 1969년에는 아폴로 11호가 달 표면에 도달하여 인류 기술의 하나의 정점에 도달했다. 아폴로 계획을 통해 축적된 컴퓨터 수치 제어(CNC)에 의한 기계 공작이나 집적 회로 등의 기술은 1970년대에 일반에 널리 보급되어 산업계를 일변시키게 되었다.
20세기 후반에는 생명 공학 분야가 개척되었고, 1970년대 초까지 DNA를 특정 위치에서 절단하는 제한 효소, DNA 조각을 연결하는 DNA 리가아제, DNA를 세포에 도입하는 형질 전환 기술이 개발되어 유전자 재조합 기술이 확립되었다. 컴퓨터의 발전도 눈부시게 진행되었고, 1990년 이후 인터넷과 월드 와이드 웹의 보급이 시작되어 세계 규모의 지적 자산 축적과 교환에 기여했다.
미국 공학 한림원은 전문가 투표를 통해 20세기 중요 기술 개발에 다음과 같이 순위를 매겼다.[127]
| 순위 | 기술 |
|---|---|
| 1 | 전력화 |
| 2 | 자동차 |
| 3 | 항공기 |
| 4 | 수도 |
| 5 | 전자 공학 |
| 6 | 라디오와 텔레비전 |
| 7 | 농업 기계화 |
| 8 | 컴퓨터 |
| 9 | 전화 |
| 10 | 공기 조화와 냉동 |
| 11 | 고속도로 |
| 12 | 우주선 |
| 13 | 인터넷 |
| 14 | 이미지 처리 |
| 15 | 가정용품 |
| 16 | 의료 공학 |
| 17 | 석유 화학 기술 |
| 18 | 레이저와 광섬유 |
| 19 | 핵 공학 |
| 20 | 물질 과학 |
3. 7. 21세기
21세기 초, 양자 컴퓨터, 유전자 치료, 3D 프린팅, 나노기술, 생명공학 기술, 원자력 기술, 첨단 재료(그래핀 등), 스크램제트, 드론(군사용 레일건, 고에너지 레이저 빔 포함), 초전도 현상, 멤리스터, 대체 연료(연료 전지, 자율 주행 전기 및 플러그인 하이브리드 자동차 등), 증강 현실 장치 및 웨어러블 전자기기, 인공 지능과 더욱 효율적인 발광 다이오드, 태양 전지, 집적 회로, 무선 전력 장치, 엔진 및 배터리 등 친환경 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.[109]1998년부터 2008년 사이에 건설된 거대 강입자 충돌기(LHC)는 역사상 가장 큰 단일 기계이다. LHC와 같은 더 큰 입자 가속기와 더 나은 중성미자 검출기를 통해 입자 물리학에 대한 이해가 확대될 것으로 예상된다. 암흑 물질은 지하 검출기를 통해 탐구되고 있으며, LIGO와 같은 천문대는 중력파를 감지하기 시작했다.[110]
유전자 공학 기술은 계속 발전하고 있으며, 발생 및 유전에 대한 후생 유전학의 중요성이 점점 더 인식되고 있다.[110]
보잉의 오리온 및 스페이스X의 드래곤 2와 같은 새로운 우주 비행 기술과 우주선도 개발되고 있다. 2021년 12월에 궤도에 진입한 제임스 웹 우주 망원경 및 콜로서스 망원경과 같은 새롭고 더 강력한 우주 관측소가 설계되었다. 국제 우주 정거장은 2000년대에 완공되었으며, 미국 항공우주국(NASA)와 유럽 우주국(ESA)은 2030년대에 화성 유인 탐사 임무를 계획하고 있다. 가변 비추력 마그네토플라스마 로켓(VASIMR)은 우주선 추진을 위한 전자기 추진 장치이다.
브레이크스루 이니셔티브 프로젝트는 다른 별을 방문하는 최초의 우주선을 발사할 계획이다. 이는 2030년대에 전기 추진으로 구동되는 수많은 초경량 칩으로 구성되며, 프록시마 센타우리계와 함께 잠재적으로 거주 가능한 행성인 프록시마 센타우리 b의 이미지를 세기 중반까지 수신할 것이다.[111]
2004년에는 마이크 멜빌이 최초의 유인 상업 우주 비행을 달성하였다.
21세기에도 기술 발전은 가속화되고 있으며, 특히 계산 공학과 생명 공학의 발전이 두드러진다. 2000년대 말에는 선진국에서 광대역 인터넷 접속이 보편화되었고, 2010년대에는 개발도상국을 포함하여 전 세계적으로 모바일 광대역 접속 환경이 확산되면서 정보 축적 및 교환 속도가 빨라지고 있다. 인터넷에 축적되는 방대한 정보는 데이터 마이닝 기술의 필요성을 증대시켰고, 빅 데이터 분석에 인공 지능 활용이 진행되고 있다.
21세기의 특징은 연구 개발과 신기술의 산업화 주기가 빨라지고, 정부나 군 주도의 거대 기술 개발보다 소규모 벤처를 포함한 민간 주도의 기술 개발이 활발해졌다는 점이다. 또한, 군사 기술의 민간 전용(스핀오프)보다 민간 기술의 군사 전용(스핀온)이 더 활발하며, 환경 문제 해결을 위한 환경 대응 기술, 자원 절약 및 에너지 절약 기술, 재활용 기술에 대한 수요도 높아지고 있다.
연구가 활발한 분야로는 양자 컴퓨터, 병렬 컴퓨팅, 반도체 메모리(플래시 메모리, MRAM, FRAM 등), 스핀트로닉스, 반도체의 저소비 전력 기술, 디스플레이 기술(유기 EL 등), 발광 다이오드 및 태양 전지 효율 향상, 나노 기술, 로봇 공학, 재생 의학, 화학 요법, 물질 과학(바이오 플라스틱, 희토류 대체 기술 등), 대체 연료(연료 전지, 플러그인 하이브리드 자동차 등), 스마트 그리드 등이 있다. 핵융합(ITER) 연구도 진행 중이지만, 실용화 전망은 불투명하다.
생물학 분야에서는 유전자 조작이 재생 의료, 신약 개발, 맞춤형 의료에 응용되고 있으며, 컴퓨터 고성능화에 따라 바이오인포매틱스를 응용한 게놈 분석과 단백질체학 분석도 진행되고 있다.
2012년경부터는 딥 러닝의 발전과 빅데이터 수집 환경 정비로 데이터 마이닝, 패턴 인식, 자동 운전 기술과 같은 특화형 인공 지능 응용이 확산되고 있다. 또한, 범용 인공 지능("강한 AI") 실현을 위한 움직임이 활발해지고, 브레인-머신 인터페이스(BMI) 연구도 본격화되고 있다. 기술적 특이점 개념이 주목받는 등 기술에 의한 유토피아 실현 기대가 커지고 있으며, 국가 주도로 이공계 인재 육성이 촉진되고 있다. 이러한 경향은 AI 연구에 대규모 투자를 하는 미국과 중국에서 두드러진다.
IT의 발전으로 인류가 VDT 작업에 쏟는 시간이 증가하면서, 선진국 시민을 중심으로 건강 문제가 발생하고 있다. 이는 생물로서의 인류 진화 속도보다 IT 진보가 훨씬 빠르기 때문에 발생하는 문제이다.
IT가 발전하는 동안 우주 개발은 정체 상태이다. 2011년에 우주 왕복선 계획이 종료되었고, 1960년대에 설계된 로켓이 여전히 사용되고 있지만, 팰컨 9 등 민간 기업의 독자적인 로켓 개발도 진행되고 있다. 이온 엔진은 우주 공간에서 자세 제어 및 행성 탐사에 사용되며, 탐사선 경량화 및 정지 위성 장수명화에 기여하고 있다. 국제 우주 정거장은 우주 탐사 계획의 중간 플랫폼을 제공하거나 무중력 실험에 사용된다. 적외선을 사용한 제임스 웹 우주 망원경은 원시 은하를 특정하거나 태양계 은하 내 위치를 정확하게 파악하는 데 기여할 것으로 기대된다. NASA와 ESA는 2030년대에 유인 화성 탐사를 계획하고 있지만, 어려움과 비판도 존재한다. 우주 개발 정체는 실험 시간과 비용이 막대하기 때문이다.
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2018-01-22
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