מתכות וטכניקה בתקופה הקדומה
בתקופה הקדומה השתמשו בני-האדם לייצור כלי מלאכה וכלי נשק בחומרים כמו: עץ, עצמות בעלי-חיים ואבנים. בימים ההם נהגו גם להתקשט באבנים מבריקות שאותם עיצבו לצורה מתאימה; אלה לא היו אלא גושי מתכת, שנמצאו בטבע בצורה טהורה, כלומר: זהב, כסף ונחושת. גם באבנים צבעוניות השתמשו לקישוטים – אבנים שנשברו על-ידי הקשה: אלה היו תרכובות נחושת.
בהתחילה עיצב האדם את צורת המתכת הטהורה בפטיש-אבן, בקור, ולאחר מכן גילה שיוכל לעשות זאת גם בחום. הוא למד לחשל את המתכת, להקשותה תחת הלמות פטישים, לרככה בחום, להתיכה ולצקת אותה בתבניות חמר, אבן או חול. מזהב ומכסף יצר לעצמו כלי קודש ו תכשיטים, ומ-נחושת – כלי נשק, כלי מלאכה ו כלי בית רבים. כאשר הדרישה לנחושת גדלה, וכאשר הלכה ופחתה מתכת זו בצורתה הטבעית הטהורה, הנדירה, גילו חרשי מתכת מנוסים, כי מאותן אבנים ירוקות וכחולות, אשר מהן נהגו ליצור את קישוטיהם, אפשר להפיק נחושת – אם ישברו אותן לרסיסים, יערבבו עם פחם עץ וילהטו אותן.
מתי ואיך נוצר ה ארד? תקופת הברונזה
כך הפך האדם מאוסף מתכות ליוצר מתכות. הוא גם ניסה לערבב מתכות שונות כדי לשנות ולשפר את טיבן. תוך כדי ניסויים אלה, נתברר כי מתוספת של בדיל ל נחושת יכולים להפיק מתכת שימושית – היא ה ברונזה (ארד). מתכת זו נוחה יותר לשינוי צורה, ועל-ידי מכות פטיש הופכת ה ברונזה ל מתכת קשה יותר.
לפיכך היה ה ארד במשך תקופה ארוכה מאוד, ה מתכת השימושית ביותר בעולם העתיק. תקופה זו היא תקופת ה ברונזה. באמצעות כלי מלאכה יעילים ומדויקים עשויים מ ארד עיצבו בני-האדם רהיטים נאים, שיפרו את מבני העגלות והאוניות. עגלות היו כבר בתקופת ה נחושת, ולהן ארבעה גלגלים מגושמים. הם נגררו על-ידי צמד בקר. בתקופת ה ברונזה כבר הופיעו מרכבות קלות יותר, בעלות שני אופנים, שאליהם היו רתומים סוסים, ול-אוניות המשוט הצטרפו ספינות מפרש.
תחילת תקופת הברזל
בקברו של אחד מפרעוני מצרים, שמת בסופה של תקופת רבת המצאות זו, נמצאו שני פגיונות יקרי ערך: האחד עשוי זהב, והשני – יקר יותר אז – עשוי ברזל. ה ברזל לא היה אז בר-תחרות ל ברונזה שהיה טוב ממנו, עד שלמדו בני-האדם להפוך את הברזל לפלדה, ב תקופת הברזל (תקופה שבה מלכו אחרוני מלכי ישראל). לכל המכשירים המצריכים חישול מתכת, היה ה ברזל עדיף על ה נחושת. אבל מכיוון שעדיין לא יכלו להתיך את הברזל, ניסו עוד ועוד לשפר את ה ארד עד שגילו את ה פליז – שנוצר על-ידי תוספת אבץ ל נחושת נוזלית (בתקופה המקבילה ל סוף ימי בית שני).
ב תקופת הברזל התגלו המצאות חשובות נוספות. נזכיר כאן שתיים מהן אשר תועלתן רבה עד היו: משאבות מים, טחנות מים. על-ידי אלה יכול היה האדם, לעיתים בעזרת בעלי חיים, להפעיל מכונות כבדות, כמו מנופי בניין, משאבות למכרות. מכונות אלה היו בחלקן הגדול, עשויות עץ בתוספת כמה חלקי מתכת, והשתמשו בהן עד לפני כמאתיים וחמישים שנה. רק בתחילת המאה ה-19 החלו לבנות מכונות מ יציקת-ברזל ומ-פלדה.
אילו טכנולוגיות התפתחו באלף השני לספירה?
בשנת 1300 לערך, הצליחו חרשי-הברזל לשעבד גם את כוח המים להפעלת מפוחי התנורים. אז יכלו סוף סוף להפוך את הברזל לנוזל, לקררו ושוב להתיכו ולהזרימו (ליצוק) לתוך דפוסים ו תבניות יציקה.
הנעת המכונות הייתה בתחילה בכוח המים, ורק בשנת 1787 נוצרה מכונת הקיטור ההזקה והבטוחה הראשונה עבור בתי-החרושת. אליה הצטרפו במאה ה-19 אוניות הקיטור וקטרי הרכבות, ואחריהם, במחצית השנייה של המאה ה-20, מנועי הגז, מנועי בנזין, מנועי שמן, טורבינות, גנראטורים ומנועי חשמליים.
המאה ה-20 הביאה לעולם את האווירון, הרדיו, הטלביזיה, האלקטרוניקה. התפתחות מהירה זו נבעה מהתקדמות הענק במדעי הפיזיקה והכימיה. המדע והמלאכה עשו יד אחת והיוו את הטכנולוגיה המודרנית. ה מכונות ה חדשות והטכניקה החדשה של תעשייה המונית עוררו את הצורך במתכות חדשות. במאה ה-19 שיפרו את ייצור ה פלדה, אשר לא השתנתה במשך כ-2500 שנים, ובמאה ה-20 שיפרו את ה פלדה עצמה. המדע הצעיר, מטלורגיה, סיפק לענף בניית המכונות שפע של פלדות מיוחדות, המסוגלות לעמוד בתנאים קיצוניים כמו חום לוהט, השפעות כימיות וקורוזיות טבעיות. כמו-כן הומצאו מתכות מיוחדות שבאמצעותן ניתן להסיר שבבים גם מ פלדות קשות ובמהירות רבה.