तंत्रविद्या : सामान्यत: औद्योगिक विधी, त्यांतील प्रक्रिया व तसेच कोणतीही आवर्ती क्रिया यांतील तंत्राचे पद्धतशीर ज्ञान, तंत्र म्हणजे कोणतीही क्रिया करण्याची विशिष्ट पद्धती व कृतीतील कौशल्य. दुसऱ्या महायुद्धानंतरच्या काळात दूरध्वनिव्यवस्थेच्या तंत्रात मोठी सुधारणा झाली आणि त्यामुळे मुंबईहून पुण्याच्या किंवा दिल्लीच्याही माणसाशी बोलताना त्याचे दूरध्वनीवरील बोलणे मुंबईतल्या मुंबईत येते तसे स्पष्ट ऐकू येते. तसेच कापसाचे सूत काढण्याच्या आधुनिक तंत्रात पेळूपासून सुतापर्यंतच्या टप्प्यांची संख्या कमी झाली आहे. या उदाहरणांतील तंत्रांची जी सुधारणा झाली ती तत्संबंधीच्या तंत्रविद्येतील प्रगतीमुळे झाली पण तंत्र या शब्दाने एखाद्या क्रियेतील कर्त्याचे कौशल्य किंवा वैशिष्ट्य हीही दर्शविता येतात. जेव्हा क्रियेतील तंत्राची पूर्ण संहिता तयार झालेली नसते तेव्हा निरनिराळ्या कर्त्यांच्या क्रियातंत्रांत फरक पडू शकतो व त्यातल्या त्यात चांगल्या तंत्राला महत्त्व प्राप्त होते. अशा महत्त्व मिळालेल्या तंत्रावरून संहिता ठरते व या संहितेला तंत्रविद्या ही संज्ञा प्राप्त होते.

तंत्रविद्येचे दोन मुख्य वर्ग : निरनिराळ्या उद्योगधंद्यांत कच्च्या मालापासून पक्का माल बनविताना कच्च्या मालावर अनेक प्रकारचे संस्कार करावे लागतात. मूळ पदार्थावर संस्कार करीत असताना त्याचा बाहेरचा आकार बदलत असेल (उदा., आयताकार ठोकळ्याचा घन ठोकळा), तर तो भौतिक संस्कार होय व त्याच्या अंतर्गत रचनेत बदल होत असेल, तर त्याला रासायनिक संस्कार म्हणता येईल. झोतभट्टीमध्ये लोखंडाचे धातुक (कच्ची धातू), दगडी कोळसा आणि चुनखडी यांचे मिश्रण तापवून लोखंडाचा रस तयार केला, तर तो संस्कार रासायनिक स्वरूपाचा असतो परंतु तो रस एखाद्या खोलगट पोकळीत (साच्यात) भरून त्याला त्या पोकळीचा आकार दिला, तर तो संस्कार भौतिक स्वरूपाचा होतो वस्तूचा बाहेरचा आकार बदलण्याच्या यांत्रिक तंत्रविद्येतील संस्कार यांत्रिक हत्यारांनी करतात. या संस्कारांत कातरणे, गरम करून घडविणे, दाबाने आकार बदलणे (उदा., ॲल्युमिनियमाच्या पत्र्यापासून भांडे करणे), भोके पाडणे, रंधणे, आटे पाडणे, खाचा पाडणे, लेथावरील क्रिया, तार काढणे, नळ्या करणे, सहाणेवर घासणे, चकचकीत करणे, आकृत्या कोरणे इ. क्रिया येतात. उत्प्रेरक (विक्रियेत स्वतः प्रत्यक्ष भाग न घेता रासायनिक विक्रियेची गती वाढविणारा वा ती कमी तापमानाला घडवून आणणारा पदार्थ) वापरणे, कृत्रिम रबरासारखे पदार्थ तयार करणे, रासायनिक विक्रिया साध्य होण्यासाठी ⇨ ऑटोक्लेव्हासारखी साधने संकल्पिणे, पोलाद वगैरे मिश्रधातूंवर औष्णिक उपचार करून त्यांचे गुणधर्म बदलणे, रबराचे व्हल्कनीकरण करणे (गंधकाशी वा त्याच्या संयुगाशी विक्रिया करून रबराच्या गुणधर्मांत इष्ट ते बदल घडवून आणणे) इ. रासायनिक तंत्रविद्येची उदाहरणे म्हणून सांगता येतील.

विज्ञान, अभियांत्रिकी व तंत्रविद्या : विज्ञान व अभियांत्रिकी यांच्याशी तंत्रविद्येचा घनिष्ठ संबंध असतो. आपल्या भोवतालच्या निसर्गाचा (उदा., दिवस-रात्र, ऋतुचक्र, द्रव्ये, ऊर्जा, अवकाश व त्यांच्या अन्योन्य क्रिया यांचा) अभ्यास हा विज्ञानाच्या क्षेत्रात मोडतो. अभियांत्रिकी म्हणजे इच्छित उद्दिष्टे साधण्यासाठी विज्ञानाधारित योजना, अभिकल्प  (आराखडे) इ. तयार करताना वस्तुनिष्ठ ज्ञानाचा उपयोग करणे होय. या योजना वा अभिकल्प कृतीत आणताना लागणारी साधने व कार्यपद्धती ही तंत्रविद्येचे विषय होतात.

समजा, एका बिडाच्या वस्तूचे उत्पादन करावयाचे आहे. त्याचे नेहमीचे तंत्र म्हणजे प्रथम वस्तूचा लाकडाचा फर्मा करावयाचा मग तो साचापेटीत दाबून वस्तूचा साचा बनवायचा व उभ्या भट्टीत (क्युपोलात) बिडाचा रस तयार करून तो साच्यात ओतून वस्तू तयार करावयाची. साच्यातून वस्तू बाहेर काढल्यानंतर तीत पोकळ्या आढळल्या, तर दुसऱ्या वेळी रस ओतण्याआधी साचा सुकवून घ्यावयाचा, तरीही वस्तूत पोकळ्या निर्माण झाल्या, तर भट्टीला हवा जास्त दिली जात असावी म्हणून ती कमी करावयाची, तरीही पोकळ्या राहिल्यास बिडाच्या मिश्रणातील दोष काढून टाकायचे अशा तऱ्हेने ओतकामाच्या तंत्रात सुधारणा करून ओतिवाची प्रत सुधारता येते.

तंत्रात बदल करून वस्तूत सुधारणा करण्याचे व त्याचबरोबर वस्तू बनविण्याचे कामही सोपे करण्याची उदाहरणे म्हणून ट्रँझिस्टरयुक्त रेडिओ ग्रहणी व इतर इलेक्ट्रॉनिक साधने यांची देता येतील. रेडिओ ग्रहणीच्या साट्याच्या (शासीच्या) आत त्याचे मुख्य कार्यकारी भाग बसविलेले असतात. त्यांतील प्रमुख भाग म्हणजे ट्रँझिस्टर. हे साधारण हरभरा किंवा पावटा यांच्याएवढे लहान असतात. एवढ्या लहान भागांची जोडणी तारांनी करावयाची व प्रत्येक जोडाला डाख घालावयाचा हे फार किचकट व वेळाचे काम आहे. तेव्हा ही जोडणी करण्यासाठी जोडणीचे तंत्रच बदलण्यात आले आणि धातूची (सामान्यत: तांब्याची) पूड विद्युत् निरोधक द्रव्याच्या फलकावर विविध पद्धतींनी इष्ट ठिकाणीच विलेपित करून तिचा विद्युत् संवाहक म्हणून उपयोग करण्याचे तंत्र निघाले. या तंत्राने तयार करण्यात येणाऱ्या विद्युत् मंडलाला मुद्रित मंडल म्हणतात [⟶ मुद्रित मंडले स्वयंचालन].


एखाद्या क्रियेचे यांत्रिकीकरण करताना तंत्रबदलाने काम कसे सोपे होते, याचे आणखी एक उदाहरण म्हणजे कापड छपाई. सुरुवातीला छपाई हातांनी होत असे. ताग्यातील कापड लांब टेबलावर पसरीत. एका धातूच्या पातळ चादरीवर नक्षी काढून नक्षीच्या रेषांवर बारीक भोके पाडीत. या चादरीला चौकट बसवून तिचा थाळ्यासारखा आकार बनवीत व त्यात दाटसा रंग घालून त्यावरून रबराची पट्टी थोडे दाबून ओढीत. त्यामुळे कापडावर ती नक्षी उमटत असे. एका ठिकाणी छापून झाले की, माणूस थाळा दुसरीकडे ठेवून नक्षी उठवी, म्हणजे कापड स्थिर राही (अस्थानांतरण) व थाळा एका जागेवरून दुसऱ्या जागी नेला जाई (स्थानांतर). यांत्रिकीकरणात हे तंत्र बदलून नक्षी एका फिरत्या रुळावर ठेवण्यात आली (अस्थानांतरण) व कापडाला रेषीय गती (स्थानांतरण) देण्यात आली. क्रियेतील दोन घटकांच्या या गतिबदलाच्या तंत्रातमुळेच तिचे यांत्रिकीकरण शक्य झाले [⟶ कापड छपाई].

व्याप्ती : तंत्रविद्येची व्याख्या, तिचा भावार्थ आणि तिची काही उदाहरणे वर दिली आहेत. त्यांवरून तंत्रविद्या म्हणजे गणित, भौतिकी, रसायनशास्त्र यांप्रमाणे एखादे स्वतंत्र शास्त्र नसून ती सर्वव्यापी अशी एक विद्या आहे, हे दिसून येते. विज्ञानाच्या जवळजवळ सर्व क्षेत्रांत निरनिराळ्या शाखांचा आरंभ झाला तो त्या वेळी ज्यांचा उपयोग माहीत नव्हता अशा पण पुढे संबंधित शाखांचा पाया ठरलेल्या शोधांपासून. जेम्स क्लार्क मॅक्सवेल (१८३१–७९) यांनी गणिताच्या आधारे विद्युत् चुंबकीय क्षेत्रातील वीज ही तरंगांच्या रूपात जात असावी, असे भाकीत केले (१८६४) व हाइन्‍रिख हर्ट्झ (१८५७–९४) यांनी १८८८ मध्ये या तरंगांचा प्रत्यक्ष शोध लावला. यातूनच पुढे आधुनिक रेडिओ व दूरचित्रवाणी जन्माला आली. मूळ शोधापासून त्याच्या विकासाने प्रत्यक्ष उपयोगाच्या गोष्टीपर्यंत मजल मारताना जे साहाय्य लागते ते मुख्यतः तंत्रविद्येचे. या दृष्टीने कृषी, वैद्यक, शल्यक्रिया, खनिजे, धातुविज्ञान, यंत्रनिर्मिती, मोटारगाड्या, रूळगाड्या, विमाने, कापड उद्योग, रसायन उद्योग इ. सर्व प्रकारच्या उद्योगांत त्या त्या उद्योगाची विशिष्ट अशी तंत्रविद्या असते. अशा सर्व विद्यांचा एकमेकींशी सर्वस्वी संबंध नसला, तरी त्यांतील मूलभूत गोष्टींच्या बाबतीत त्यांच्यात सारखेपणा हा असणारच. रसायन उद्योगात द्रव तापविताना किंवा बाष्पाचे संघनन (द्रवात रूपांतर) करताना व वाफकात (बॉयलरमध्ये) पाणी तापवताना व संघनकाने वाफेचे पाणी करताना एकच तंत्र लागणार. तसेच मोटारगाडीचे एंजिन असो अथवा आगबोटीचे टरबाइन असो त्याच्यातील भागांचे यंत्रण करताना तीच यंत्रणाची तत्त्वे उपयोगात आणावी लागतील. जास्त उत्पन्नासाठी पिकांचा फेरबदल वा जोरखतांचा उपयोग या शेतीविषयक तंत्रात भौतिकी, रसायनशास्त्र व त्यांच्या शाखा व उपशाखा यांतील तंत्रे समाविष्ट आहेत.

आर्थिक व सामाजिक परिणाम : सोने, चांदी, तांबे, शिसे, कथिल इ. लोहेतर धातूंचा शोध अगोदर लागला व त्या गाळण्यासाठी प्रथम लाकूड व मग त्याचा कोळसा वापरीत असत. यासाठी अर्थातच जंगलतोड होऊ लागली. पुढे लोखंडाचा शोध लागला व ते विपुल प्रमाणात मिळू लागले. लोखंड गाळण्यासाठीही लोणारी कोळसा प्रथम वापरायला सुरुवात झाली. त्यासाठी लाकूड कमी पडू लागले व दगडी कोळसा वारण्याचे तंत्र सुरू झाले. याचा परिणाम असा झाला की, लोखंड स्वस्त झाले व शक्य तेथे लाकूड व इतर धातू यांची जागा ते घेऊ लागले. परिणामतः आनुषंगिक धंदे वाढले, धंदेवाल्यांच्या हाती पैसा खेळू लागला, सुबत्ता येऊन लोकांची राहणी सुधारली आणि लोकसंख्येतही वाढ होऊ लागली. याचा एकंदर परिणाम समाजावर होऊन लोकांना पोटापाण्याला मिळविण्याशिवाय इतर गोष्टींकडेही लक्ष देण्यास वेळ मिळू लागला. कला, वाङ्‌मय, नाट्य या गोष्टी समाजात प्रसार पावू लागल्या व माणूस अधिकाधिक सुसंस्कृत बनण्यात तंत्रविद्येच्या विकासाचे पर्यवसान झाले.

मालाचे उत्पादन वाढल्याने व्यापारधंद्यात वाढ झाली आणि त्यामुळे एक धनिक वर्ग तयार झाला. हे लोक भांडवल गुंतवून मोठाले कारखाने स्थापन करू लागले. शेतीचे महत्त्व कमी होऊन उद्योगधंद्यांना ते प्राप्त झाले. स्वतःच्याच घरात काही हस्तव्यवसाय चालवून (उदा., हातमाग) निर्वाह करण्याऐवजी लोक कारखान्यात कामाला जाऊ लागले व अशा तऱ्हेने समाजात कारखान्यांत नोकरी करणारा एक नवीन प्रकारचा कामगारवर्ग उदयास आला.

इ.स. १८३० नंतर इंग्लंडला रूळमार्गी गाड्या सुरू झाल्या आणि त्यांचा विस्तारही झपाट्याने झाला, त्यामुळे खेडेगावातील गरीब मजुरालाही मोठ्या शहारात जाऊन उद्योगधंदा करणे सोपे झाले. या काळात उद्योगधंदेही वाढत होते व कामगारांना पुष्कळ काम मिळत असे. त्यामुळे कामगारांची आर्थिक स्थिती सुधारत चालली. पुढे कारखान्यातील मजुरांच्या संघटनाही होऊ लागल्या. त्यामुळे मजुराला सामाजिक दर्जाही मिळाला परंतु काही काळानंतर राहण्याच्या जागेचा प्रश्न बिकट होत गेला. अतिशय गर्दी असलेल्या गलिच्छ वस्तीत रहावे लागल्याने कामगार कंटाळू लागला व त्याच्या सामाजिक जीवनातही अडचणी उत्पन्न होऊ लागल्या. त्यामुळे खेडेगावातील शुद्ध हवापाणी व प्रशस्त जागा सोडून शहरात येऊन राहिलेल्या कामगाराला आपले जीवन पूर्वीपेक्षा जास्त सुखाचे की जास्त त्रासाचे झाले, हेच समजेनासे झाले. कारखान्यांमुळे अनेक ठिकाणी प्रदूषण निर्माण होऊन आणि शहरांची अमर्याद वाढ चालू राहून पाणीपुरवठ्याचा, सांडपाण्याचा व शुद्ध हवा मिळण्याचा प्रश्न दिवसेंदिवस बिकट होत चाललेला आहे. या सर्व गोष्टींचा विचार करता तंत्रविद्येच्या विस्तृत प्रगतीद्वारे उपलब्ध होणाऱ्या सोयी व फायदे हे मानवाच्या अंतिम हिताचे आहेत की नाहीत, हा मूलगामी प्रश्न शास्त्रज्ञांना व विचारवंतांना तीव्रतेने जाणवू लागलेला आहे.


पूर्वी लष्करात मोठमोठ्या अधिकाऱ्यांच्या, सरदारांच्या हातात सत्ता असे व तिच्या जोरावर ते प्रजेवर अधिकार गाजवीत व राज्ययंत्रणेवरही त्यांची सत्ता चाले. तंत्रविद्येतील प्रगतीमुळे अवतरलेल्या यंत्रयुगात या लष्करी सभेचा मोठ्या प्रमाणावर लोप होऊन ती धनिक भांडवलदारांच्या हातात गेली. तंत्रविद्येतील प्रगतीमुळे युद्धाचे स्वरूप अजिबात बदललेले असून अण्वस्त्रे, दूरगामी क्षेपणास्त्रे, विमाने, पाणबुड्या इत्यादींच्या उपलब्धतेमुळे राष्ट्राराष्ट्रांतील राजकीय, आर्थिक व सामाजिक तणाव दिवसेंदिवस वाढत चालले आहेत.

तंत्रविद्या आणि विकसनशील देश : दुसऱ्या महायुद्धाच्या सुरुवातीपर्यंत (सु. १९४० पर्यंत) आशिया (जपान वगळून), आफ्रिका व द. अमेरिका या खंडातील बहुतेक देश यूरोप-अमेरिकेच्या मानाने तंत्रविद्येत अगदी मागासलेले होते आणि त्यांपैकी बरेचसे तर यूरोपीय देशांचे वसाहतीचे प्रदेश होते. हे सर्व देश युद्धसमाप्तीनंतर हळूहळू राजकीय दृष्ट्या स्वतंत्र झाले, पण आर्थिक दृष्ट्या ते मागासलेलेच राहिले. युद्धाच्या अखेरच्या काळात स्थापन झालेल्या संयुक्त राष्ट्रसंघात असे ठरले की, पृथ्वीचा एवढा मोठा भाग मागासलेल्या अवस्थेत राहू देणे धोक्याचे आहे व या भागातील देशांनी स्वतः प्रगती करून घ्यावी आणि त्यासाठी त्यांना लागेल ती सर्व मदत द्यावी. या धोरणानुसार सर्व देशांना आर्थिक आणि तांत्रिक मदत देण्यात येत असून भारत, पाकिस्तान, ईजिप्त, केन्या, घाना, नायजेरिया यांसारख्या काही देशांनी आपला बराच विकास साधला आहे पण बहुसंख्य देश अजूनही (१९७६) अविकसितच राहिले आहेत. इतर देशांत विकसित झालेल्या तंत्रविद्येचा उपयोग विकसनशील देशांत करताना स्थानिक गरजांनुसार व उपलब्धतेनुसार तीमध्ये इष्ट ते बदल करणे आवश्यक आहे, या महत्त्वाच्या गोष्टीची तीव्रता काही देशांना विशेष जाणवत आहे.

तंत्रविद्या व भारत : स्वातंत्र्यप्राप्तीपर्यंत भारत औद्योगिक दृष्ट्या मागासलेला होता, नाही म्हणायला कापड उद्योग हा एकच मोठा धंदा देशात तोपर्यंत अस्तित्वात होता. दुसऱ्या जागतिक युद्धाच्या उत्तर काळात हिंदुस्थान सरकारच्या (ब्रिटिश सरकारच्या) अनुमतीने युद्धोपयोगी असे काही उद्योग भारतात चालू झाले, पण ते अगदीच तुटपुंजे होते. खऱ्या तांत्रिक प्रगतीचा पाया घातला गेला तो स्वातंत्र्यप्राप्तीनंतरच. महायुद्धातील गरजांमुळे पाश्चिमात्य देशांत त्याकाळात सर्व क्षेत्रांतील संशोधनात प्रचंड कार्य होऊन तंत्रविद्यांत खूपच प्रगती झाली. हे तंत्रज्ञान भारतात जलद पोहोचणे शक्य नव्हते व जरी ते आले असते, तरी ते पचवणे त्याला शक्य झाले नसते. देशात सर्व बाजूंनी विकास साधण्यासाठी नियोजनाची कास धरण्याचे ठरविण्यात आले. तंत्रज्ञानातील आणि त्याचबरोबर उद्योगातील प्रगती साधण्यासाठी परदेशांची मदत घेतली गेली. ही मदत मुख्यतः धंद्यातील तंत्रांसंबंधी होती व त्याबरोबर यंत्रसामग्री खरेदी करण्यासाठी परदेशी भांडवलाचीही मदत घ्यावी लागली. खनिज तेल संशोधन, तेल शुद्धीकरण कारखाने, लोखंड व पोलाद कारखाने, वाफ शक्ति-संयंत्रे, अणुशक्तीवरची शक्ति-संयंत्रे, मोटारगाड्या, विमाने, आगबोटी, युद्धोपयोगी साहित्य आणि शस्त्रास्त्रे, दूरसंदेशवहन व इलेक्ट्रॉनिय साधने इ. बाबतींत परदेशी तंत्रज्ञान आणि भांडवल यांच्या मदतीने कारखाने उभारून प्रगती साधली गेली. विशेष म्हणजे वरील गोष्टींसाठी जी तंत्रज्ञानीय मदत घेण्यात आली तिचा उपयोग त्या त्या उद्योगा-कारखान्यापुरताच मर्यादित न राहून ते तंत्रज्ञान भारतीयांनी आत्मसात केले व पुढील प्रगतीसाठी ते स्वतःच वापरण्याची पात्रता अंगी आणली. तसेच पुढील टप्पे गाठण्यासाठी तंत्रज्ञांनी निरनिराळ्या तंत्रांत संशोधन सुरू केले व अशा रीतीने तंत्रविद्येत पुढे पावले टाकण्यात आली. जरी काही थोड्या बाबतींत भारत अजूनही परदेशाकडून तांत्रिक ज्ञानाची मदत घेत असला तरी काही क्षेत्रांत, उदा., कापड व त्यावर अंतिम क्रिया करणाऱ्या गिरण्या, रूळमार्गी साहित्याचे कारखाने, सिमेंटनिर्मिती, साखर कारखाने, यांत्रिक हत्यारे वगैरे बाबतींत त्याने प्रगतीची इतकी मजल मारली आहे की, काही आफ्रिकी आणि आशियाई देशांना तांत्रिक ज्ञानाची व आर्थिक मदत करण्याइतपत आता त्याची तयारी झालेली आहे. सर्व संबंधित क्षेत्रातील संशोधन हा औद्योगिक प्रगतीचा पाया असल्याने भारतानेही तंत्रविद्येत प्रगती साधण्यासाठी संशोधनावर भर दिला आहे. अशा तऱ्हेच्या तंत्रज्ञानीय संशोधनामुळे झालेल्या फायद्याचे एक उदाहरण बंगलोरच्या हिंदुस्थान मशिन टूल्स (HMT) कारखान्याचे देता येईल. या कारखान्याने आता एवढी प्रगती केली आहे की, त्यात तयार झालेली यांत्रिक हत्यारे आफ्रिकी-आशियाई देशांतच नव्हे तर इंग्लंड, अमेरिका, प. जर्मनी यांसारख्या प्रगत देशांत आता निर्यात होऊ लागली आहेत.

विज्ञानाचे व तंत्रविद्येचे राष्ट्रीय विकासातील महत्त्व ओळखून १९५८ मध्ये भारत सरकारने ‘विज्ञान धोरण विषयक ठराव’ संमत केला व या धोरणानुसार वैज्ञानिक कार्यासाठी अधिकाधिक खर्चाचा वाटा देण्यात येत आहे. तसचे संशोधन आणि विकास कार्यात सहभागी होणाऱ्या व्यक्तींची संख्याही वाढत आहे. १९५८-५९ मध्ये संशोधन व विकास कार्यावर एकूण खर्च २९ कोटी रु. (एकूण राष्ट्रीय उत्पन्नाच्या ०·२३%) करण्यात आला आणि त्या वर्षी या कार्यात सहभागी होणाऱ्या शास्त्रज्ञांची व तंत्रज्ञांची संख्या २१,००० होती. १९६८-६९ मध्ये हेच आकडे अनुक्रमे १३१ कोटी रु. (०·४४%) व ७४,००० होते, तर १९७३-७४ मध्ये ते २४६ कोटी रु. (०·५५%) व १,०९,००० असे होते. भारतातील शास्त्रज्ञांची व तंत्राज्ञांची संख्या १९५८ मध्ये ३·८४ लक्ष होती, ती १९७४ मध्ये १५ लक्ष झाली आणि यांपैकी ७% संशोधन व विकास कार्यात गुंतलेले होते. आर्यभट या कृत्रिम उपग्रहाचे क्षेपण आणि पोखरण (राजस्थान) येथील जमिनीखालील अणुस्फोट ही दोन दशकांच्या अल्प काळात भारताने साध्य करून विकसित केलेल्या तंत्रविद्येची दोन ठळक उदाहरणे दाखविता येतील. तथापि संपूर्ण देशाच्या आर्थिक परिस्थितीचा विचार करता संशोधन आणि विकास कार्याचा म्हणावा इतका परिणाम झालेला नाही. याकरिता संशोधन व त्याचा प्रत्यक्ष उपयोग करणारे उद्योग यांच्यात परिणामकारक देवघेव व्हावी म्हणून अधिकाधिक प्रयत्‍न करण्यात येत आहेत.


इतिहास 

तंत्रविद्येचा इतिहास म्हणजे आदिमानवापासून वर्तमानकालीन मानवापर्यंत आपली परिस्थिती सुधारून मानवाने आपले जीवन अधिक सुखी करण्याच्या प्रयत्नांचा इतिहासच आहे. या एवढ्या हजारो वर्षांच्या काळात व पृथ्वीवरील सर्व भूभागांत तंत्रविद्येत झालेल्या प्रगतीचा आढावा घेणे ही गोष्ट अशक्यप्रायच आहे. जरी एखाद्याने तसा प्रयत्न करावयाचा म्हटले, तरी त्यात मुख्य अडचण आहे ती अलीकडील दोन-तीनशे वर्षांपूर्वीच्या काळापर्यंत केल्या गेलेल्या प्रयत्नांच्या माहितीची अनुपलब्धता ही होय. त्यामुळे या इतिहासाचा सु. ९५ टक्के भाग हा अगदी त्रोटक स्वरूपाचा राहणार. जी काही थोडीशी माहिती मिळते ती पुरातन कालीन गुहांतील चित्रे व उत्खननात सापडलेल्या वस्तू यांवरूनच. अतिपश्चिम भागाशिवायचे आशिया खंड, ईजिप्तशिवायचे आफ्रिका खंड व द. अमेरिका या भूभागांसंबंधी पुरातन काळातली माहिती अजून जवळजवळ मिळतच नाही. या काळातील जी काही माहिती गोळा झाली आहे आणि अभ्यासली गेली आहे, ती मुख्यतः प. यूरोप, उ. अमेरिका, ईजिप्त व अतिपश्चिम आशिया येथील उत्खनन व संशोधन यांवर आधारलेली आहे.

पुरातन मानवाला आपली स्थिती सुधारण्यासाठी निसर्गाचे अवलोकन, स्वतःची बुद्धी व कल्पकता आणि लहानमोठी दगडाची नैसर्गिक हत्यारे एवढीच साधने उपलब्ध होती. ज्वालामुखी, वणवा किंवा दोन लाकडाच्या तुकड्यांचे घर्षण यांपासून मिळणाऱ्या अग्नीचा खाण्याच्या मांसावर होणारा परिणाम त्याला अवलोकनाने समजला व पुढे स्वतःच्या बुद्धीने आपले खाण्याचे मांस भाजण्यासाठी त्याने त्याचा उपयोग केला असला पाहिजे. स्वसंरक्षणासाठी काठी हे हत्यार वापरणे हाही त्याच्या प्रगतीचा एक टप्पाच आहे.

उत्खननात मिळालेल्या निरनिराळ्या काळांतल्या वस्तूंच्या अभ्यासावरून असे दिसून येते की, तत्कालीन समाजाच्या स्वरूपाचा आणि त्या समाजात उत्पन्न झालेली तंत्रविद्या यांचा घनिष्ट संबंध असतो. तंत्रज्ञांच्या पुढे उभे राहिलेले प्रश्न आणि ठेवली गेलेली उद्दिष्ट्ये यांवर समाजाच्या राजकीय, सामाजिक, आर्थिक व धार्मिकही रचनेचा परिणाम होतो (उदा., टायग्रिस-युफ्रेटीस नद्यांच्या खोऱ्यातील संस्कृती). तसेच त्यांनी हाती घेतलेल्या उपक्रमांचे महत्त्व आणि महत्ता यांवरही त्यांचा परिणाम होतो. एखाद्या संस्कृतीत विकसित झालेली तंत्रविद्या संस्कृतिस्थानाच्या परिसराची भौगोलिक परिस्थिती आणि अभियांत्रिकीय संरचनांसाठी तेथे मिळणारा कच्चा माल व द्रव्ये यांवरही अवलंबून असते. आधुनिक अर्थाची जुनी भारतीय तंत्रविद्या व यूरोपात अठराव्या शतकापासून विकसित झालेली तंत्रविद्या यांच्या अभ्यासावरून हे दिसून येते. तंत्रविद्येचा इतिहास कालानुक्रमे, भूभागानुसार किंवा विषयवार सांगणे कठीण असल्यामुळे प्रस्तुत लेखात सोईनुसार निरनिराळ्या पद्धती वापरलेल्या आहेत. प्रथमतः भारतीय तंत्रविद्येसंबंधीचा आणि नंतर परदेशी तंत्रविद्येचा इतिहासात्मक आढावा दिलेला आहे. याशिवाय तंत्रविद्या इतर स्वतंत्र लेखांत (उदा., जल टरबाइन, इलेक्ट्रॉनिकी, मोटारगाडी, रस्ते) त्या त्या विषयाचा थोडाफार इतिहास दिलेला आहे तोही पहावा.

भारत : प्राचीन भारतात तंत्रविद्या व अभियांत्रिकी नव्हत्याच असे म्हणणे धार्ष्ट्याचे होईल. प्राचीन वाङ्‌मयातील विमाने, आकाश मार्गाने जाणारे रथ वगैरेंच्या उल्लेखांवरून त्यांचे प्राचीन काळी ज्ञान असावे असे दिसते. पण ग्रांथिक उल्लेखांव्यतिरिक्त त्यांबद्दल प्रत्यक्ष पुरावे वा तांत्रिक तपशील सापडलेले नाहीत. पण स्थापत्य अभियांत्रिकी व तत्संबंधित तंत्रविद्या यांच्या पुरातन अस्तित्वाबद्दल मात्र शंका नाही. जुन्या शहरांच्या उत्खननात पाणीपुरवठ्याचे कालवे, आखलेले रस्ते, रस्त्याच्या बाजूचे गटार इ. सापडल्याने संबंधित तंत्रविद्येचा पुरावाच मिळतो. एवढेच नव्हे तर निरनिराळ्या प्रकारचे किल्ले व गुहा, विहार व इमारती यांच्या बांधणीची अखंडित परंपरा असल्याचे सहज दिसून येते. तसेच धातू गाळणे, सूत काढणे व कापड विणणे या गोष्टीही पूर्वीपासून भारतीयांना माहित होत्या एवढेच नव्हे, तर ही तंत्रे बरीच विकसितही झालेली होती. निरनिराळ्या प्रकारच्या उच्च दर्जाच्या कापडाची आणि प्रतिमावर्धक भिंगांची भारत परदेशी निर्यातही करीत असे. पण त्या त्या तंत्रात नवे शोध लागून प्रगती मात्र होत राहिली नाही.

भारतातील ज्ञानदानाची पद्धती म्हणजे गुरूने शिष्याला सांगायचे व ते शिष्याने मुखोद्‌गत करायचे. या पद्धतीमुळे माहितीची नोंद होत नसे व पुढील काळासाठी पुरावा राहिला नाही. भारतीय तंत्रविद्येची माहिती न मिळण्याचे दुसरे एक कारण म्हणजे औषधे, धातू, रंगाई व छपाई वगैरे तंत्रविद्यांसंबंधी जे ग्रंथ लिहिले गेले त्यांत तंत्रासंबंधी तपशीलवार व सचित्र माहिती न देता अमुक एक क्रिया केल्याने जे परिणाम होतात त्यांचेच खूप वर्णन आहे. हे परिणाम का व कसे घडतात याबद्दल मात्र माहिती दिलेली नाही. त्यामुळे प्रत्यक्ष तंत्रांसंबंधी पुढील काळात माहिती मिळू शकत नाही. उदा., उत्तम प्रतीचे पोलाद भारतात तयार होत असे व मेसोपोटेमियाकडे निर्यातही होत असल्याचे पुरावे मिळतात पण ते कसे तयार करीत यासंबंधी मात्र कुठेही माहिती मिळत नाही.


पुरातन काळातील (ख्रि. पू. सु. २५०० ते नंतर) भारतातील तंत्रविद्यांचे पुढीलप्रमाणे ठळक गट करता येतात (१) अन्नविषयक तंत्रे : शेती, पशुपालन, मच्छिमारी, शिकार, अन्न तयार करणे (२) हस्तकला व धंदे (३) शरीराचे सौंदर्यवर्धन, संगीत व ललित कला.

शेती वगैरे : नांगर हल्लीच्या प्रमाणेच लाकडाचे असत. फाळही लाकडाचा किंवा लोखंडाचा होता. नांगराला बैल किंवा रेडे जोडीत व जुंपण्याची पद्धतीही हल्लीसारखीच होती. डोंगराळ जमिनीत सध्याप्रमाणेच जमिनीचे लहानलहान तुकडे (कुणगे) असत व पाण्यासाठी त्यांना बांध घालीत. पेरणीपूर्वी भाजावळ करीत. या बरकस जमिनीत मुख्यत्वे कडधान्यांचे पीक काढीत. सपाट जमिनीत भात पिकवीत. शेतीला पाणी देण्यासाठी विहिरी होत्या व त्यांवर ओक्त्या (होकट्या) लावलेल्या असत. मुख्य पिके अन्नधान्ये, तेलबिया, मसाल्याच्या वस्तू (दक्षिणेत), कापूस, ताग, नारळ, सुपारी, विड्याची पाने, आंबे, फणस, केळी, ऊस अशी होती. उसाच्या रसापासून गूळही करीत असत. त्या काळात यूरोपात खाद्यपदार्थाला गोडी आणण्यासाठी फक्त मधच वापरीत असत.

पशुपालन, मच्छिमारी या धंद्यांच्या पुरातन तंत्रात खेड्यांतून अजूनही फरक पडलेला नाही. शिकारीसाठी धनुष्यबाण व भाला आणि काही लहान जनावरांसाठी गोफण यांचा वापर होत होता.

शहरे व इमारती : उत्खननात सापडलेली भारतातील सर्वांत जुनी शहरे (ख्रि. पू. २५०० ते १५००) सिंधूच्या खोऱ्यातील आहेत. या संस्कृतीतील शहरे हडप्पा आणि मोहें-जो-दडो येथे सापडली. त्यांच्याभोवती उंच तटबंद्या होत्या व रस्ते सममित होते. रस्त्यांच्या कडेला विटांची घरे होती. विशेष म्हणजे या रस्त्यांखालून गटारे नेलेली होती व घरातील मोऱ्या त्यांना नळांनी जोडलेल्या होत्या.

याउलट वैदिक संस्कृतीच्या उत्तरार्धातील निवासांसंबंधीच्या ग्रांथिक उल्लेखांवरून त्या वेळची घरे म्हणजे झोपड्याच होत्या, असे दिसते. पण यज्ञाच्या वेद्या, होमकुंडे वगैरे धार्मिक गोष्टींसाठी विटांची रचना सांगितली आहे. वैदिक काळानंतरच्या (ब्राह्मण ग्रंथांच्या) काळातील इमारतींचे व बांधकामाचे जे अवशेष सापडले आहेत, ते हल्लीच्या मानाने मोठ्या विटांचे आहेत. घरांचा मूळचा आकारही लाकडी कोरीव कामातील व काही दगडी स्मारकांतील चित्रांवरून समजतो. खंबायत, काश्मीर, नेपाळ वगैरे उत्तर भागात लाकडी रचना अजूनही सापडतात.

आ. १. गुहा खोदण्यासाठी टेकडीचा खडक फोडण्याची कृती.

दगडी काम : लाकूड अथवा विटांच्या संरचनेच्या मानाने दगड फोडण्याच्या व दगडाची बांधकामे करण्याच्या कलेत भारतातील लोक पूर्वीपासून निष्णात होते. उदा., पाटलीपुत्र (ख्रि. पू. चौथे-तिसरे शतक, आजचे पाटणा) येथे जुन्या राजवाड्यांच्या वा किल्ल्यांच्या जागी मोठाल्या दगडी भिंती सापडल्या. तसेच जगन्नाथपुरी, भुवनेश्वर, मदुराई (मीनाक्षीचे देऊळ), साकची, गया येथील देवळे व स्तूप आणि मुख्य म्हणजे अजिंठा, वेरूळ, कार्ले, बादामी, बेडसा, महाबलीपुरम्, नालंदा वेगैरे ठिकाणच्या गुहा, विहार भारतीयांच्या दगडाचे काम करण्याच्या उच्च विकसित कलेची (तंत्राची) आजही साक्ष देतात. उंच देवळे बांधताना एक विशिष्ट तंत्र वापरीत. वरचे मजले, घुमट, कळस वगैरे प्रथम जमिनीवर रचीत. सर्व दगडांची नीट जुळणी झाली की, दगडांवर खुणा करून सर्व काम सोडवीत. लाकडी वासे, फळ्या यांची उतरण करून तीवरून एक एक चिरा वर नेऊन जागेवर ठेवीत. अशा रीतीने सबंध जुळणी पुरी करीत.

गुहा (पांडव लेणी) व विहार ही जेथे एकसंध खडकाच्या टेकड्या होत्या तेथेच केली आहेत. या गुहा खोदण्याचे एक स्वतंत्र तंत्र होते. टेकडीचा पृष्ठभाग माती काढून मोकळा करीत व प्रथम खोदावयाच्या ठिकाणी रेषा काढीत. मग आ.१ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे त्या रेषेवर खडकांत अंतराअंतराने चौकोनी भोके पाडीत. नंतर या भोकांत अगदी सुक्या लाकडाचे चौकोनी ठोकळे घट्ट ठोकीत आणि मग त्यात पाणी ओतून ते फुगतील असे करीत. ठोकळे फुगले की, तेथे खडकाला भेग पडून तो फुटे. खडकात शिल्पाकृती खोदताना प्रथम ढोबळ आखणी करीत व छिन्नीने फोडायला सुरुवात होई. स्मारकांच्या भोवती दगडी कुंपणे घालताना खांब व आडवे वासे यांचे सांधे लाकडातल्याप्रमाणेच असत व ते कोरून केलेले असत. याची उदाहरणे भारहुत (सटना), साकची व अमरावतीच्या संगमरवराच्या भिंती यांत पहायला मिळतात.


फर्निचर, कला व धंदे : भारतीयांच्या घरातील पारंपरिक फर्निचर म्हणजे पेट्या, पेटारे, पलंग (खाटा), झोपाळे, पाट व चौरंग हे होय. खाटा सुंभाने व पलंग नवारीने विणलेले असत. उजेडासाठी समया, हातदिवे व लामणदिवे असत.

लोकांना लागणाऱ्या वस्तू पुरविणाऱ्या कारागिरांचे स्वतंत्र गट पडले होते. उदा., सुतार, सोनार, लोहार, तांबट इत्यादी. यांच्या कला बापाकडून मुलाकडे अशा परंपरेने पुढे चालविल्या जात. त्या पुस्तकांत ग्रंथित केलेल्या नाहीत. औषधांच्या बाबतीत पुस्तके आहेत, पण ती सूत्ररूपानेच असत. त्यांत तपशील नाही व त्यामुळे नवख्याला ती समजत नाहीत. ती लिहिताना अभ्यासकाला त्या विषयातील काही प्राथमिक माहिती असल्याचे गृहीत धरलेले आहे.

धातुविज्ञान : धातूसंबंधीच्या तंत्राची जरी माहिती मिळत नसली, तरी उत्कृष्ट कामे मात्र होत असत. याचे एक उत्तम उदाहरण म्हणजे दिल्लीच्या कुतुबमीनाराजवळील शुद्ध लोखंडाचा सु. सात मी. उंचीचा व सहा टन वजनाचा लोहस्तंभ हे होय. हा स्तंभ अपवादात्मक नसून याच्या पूर्वीही अशा गोष्टी बनत होत्या. तसेच सोने, चांदी, कासे, कथिल यांच्याही वस्तू बनत असत. इ. स. च्या पहिल्या शतकातील एका ग्रीक ग्रंथात भारतीय लोखंडाचा व्यापारी वस्तू म्हणून उल्लेख आहे.

एकोणिसाव्या शतकाच्या सुरुवातीपर्यंत लोखंडाचे पोलाद पृष्ठकठिनीकरणानेच (धातूच्या त्वचेत कार्बन मिसळविण्यानेच) तयार होई. लोहधातुकांपासून गाळलेले लोखंड एका मुशीत लाकडाचे तुकडे झाडांच्या पानांसह लोणारी कोळशाच्या भट्टीत चार-पाच तास तापवीत. अतिरिक्त कार्बन नाहीसा करण्यासाठी ते पुन्हा तापवीत आणि मधूनमधून पाणी, ताक, तूप शिंपडीत.

तांबे, पितळ, कासे या धातूही मोठ्या प्रमाणावर वापरात होत्या. एक मी. किंवा त्याहून अधिकही उंचीच्या मूर्ती ठिकठिकाणी, विशेषतः दक्षिणेत आढळतात. हैदराबाद, तंजावर, मुरादाबाद व इतर अनेक ठिकाणी धातूंच्या जडावाचे काम होत होते.

कापड : भारतातील हस्तकलेत विस्मयजनक प्रगती झाली होती, ती कापडाच्या बाबतीत. पण त्याचबरोबर कुंभारकामासारख्या इतर काही कलांकडे दुर्लक्ष झाले होते. विणाई, रंगाई (खास करून सुती कापडाची), नीळ बनविणे या कला पुरातन काळापासून माहीत होत्या. काश्मीरच्या लोकरीच्या शालींची, वाराणसीच्या (काशीच्या) रेशमी वस्त्रांची आणि डाक्क्याच्या तलम मलमलीची जगभर ख्याती होती.

सौंदर्यसाधने, ललित कला वगैरे : सौंदर्यसाधनांत चांदी-सोन्याचे, मोत्याचे आणि रत्नखचित दागिने यांचा समावेश होतो. डोक्यात पुढे व मागे, कानात, नाकात, गळ्यात, दंडात, हातात, कमरेला, पायात घालण्याचे असे दागिन्यांचे विविध प्रकार होते. रत्ने शोधून काढणे, पैलू पाडणे, घासणे व कोंदणात बसविणे ही कामे भारतात पुरातन काळापासून चालत आली आहेत. पूर्व किनाऱ्याच्या दक्षिण भागाजवळ आणि विशेषतः मानारच्या आखातात समुद्रातून मोत्ये काढण्याचा उद्योग ख्रि. पू. चौथ्या शतकाअखेरपासून तरी चालू असावा, असे चंद्रगुप्त मौर्य यांच्या दरबारातील मीगॅस्थीनीझ या ग्रीक वकीलांच्या वर्णनावरून दिसते.

भारतात विविध प्रकारची तंतुवाद्ये (वीणा, सतार, सारंगी इ.), आघात वाद्ये (नगारा, ढोल, मृदंग, तबला इ.) व सुषिर वाद्ये (शंख, बासरी, तुतारी, सनई इ.) निरनिराळ्या कालखंडात उदयास आली व त्यांपैकी बरीचशी अद्यापही प्रचारात आहेत.


 इतर ग्रांथिक उल्लेख : आधुनिक अर्थाची यंत्रसंबंधित तंत्रविद्या प्राचीन काळी भारतात होती याबद्दल ज्या काही ग्रंथांत उल्लेख आढळतात, त्यांत कौटिलीय अर्थशास्त्र  (इ. स. पू. चौथे शतक) हा ग्रंथ विशेष लक्षात घेण्यासारखा आहे. त्यात एक आयुधागार नावाचे स्वतंत्र प्रकरण असून त्यात युद्धात वापरावायच्या स्थिर व चल अशा दोन प्रकारच्या यंत्रांची माहिती दिली आहे. यांपैकी काही महत्त्वाची पुढीलप्रमाणे आहेत. (१) सर्वतोभद्र : तीक्ष्ण अग्रे असलेले हे एक मोठे चक्र होते. ते नगराच्या किंवा किल्ल्याच्या तटावर ठेवीत व त्याला गती दिली की, त्यातून मोठमोठे पाषाण शत्रूवर फेकले जात. (२) जमदग्नीय : हे एक शरयंत्र होते. हे तटाच्या आतल्या अंगाला ठेवीत व ते तटाला असलेल्या भोकातून शत्रूवर शरवर्षाव करी. (३) विश्वासघाटी : नगराकडे येणाऱ्या मार्गावर एक लोखंडी तुळई तोरणासारखी बसवलेली असे व तिला एक कळ लांब अंतरावर ठेवलेली असे. नको असलेला माणूस नगराकडे येताना त्या तुळईखाली आला की, कळ दाबून त्या तुळईचे आधार दूर होत व त्या माणसाच्या डोक्यावर ती पडून त्याचा वध केला जाई. याप्रमाणे निरनिराळी घातक कार्ये करणारी बाहुयंत्र, शूकरिका, आल्फोटिम, उद्‌घाटिम इ. नावांची यंत्रे होती. जैनांच्या भगवतीसूत्रात महाशिलाकटकसंग्राम व रथमुसलसंग्राम असे दोन शब्द आले असून ती यंत्रयुद्धे होती, असे सांगितले आहे. या युद्धांत वापरलेले एक यंत्र म्हणजे स्वंयचलित रथ होता. त्याला घोडे नसत व सारथीही नसे. तो मुसळासारखी लाकडे फेकीत शत्रूच्या सैन्यात घुसून दाणादाण उडवून देत असे.

युद्धोपयोगी यंत्रांशिवाय कालमापनाची, ताऱ्यांचे वेध घेण्याची, आरामाला उपयोगी, कळसूत्री खेळणी इ. प्रकारच्या यंत्रांची आणि क्लृप्त्यांची माहिती विविध ग्रंथांतून दिलेली आढळते. कालमापनाच्या काही यंत्रांत हलणाऱ्या बाहुल्याही वापरलेल्या आहेत. सोमदेवसूरी यांच्या यशस्तिलकचंपू  नावाच्या ग्रंथात कृत्रिम मेघमंदिर, कांरजी, वारा घालणाऱ्या व थंड सुवासिक पाण्याचे तुषार शिंपडणाऱ्या यंत्रयुक्ती यांचे वर्णन आहे. मयासुराने आपली कन्या सोमप्रभा हिच्यासाठी काही यांत्रिक बाहुल्या बनविल्या होत्या. बुधास्वामी यांच्या श्लोकसंग्रह  नावाच्या ग्रंथात विविध प्रकारच्या यांत्रिक वस्तू तयार करण्याची माहिती दिली आहे. या ग्रंथात यांत्रिक जलचर फिरत असलेला एक तलाव बांधल्याचे वर्णन आहे.

प्राचीन काळी हत्यांराचे शस्त्र व अस्त्र असे दोन प्रकार होते. शस्त्र म्हणजे तीक्ष्ण धारेचे वा टोकाचे, हातात धरून शत्रूवर घाव घालावयाचे हत्यार, उदा., तरवार, भाला, गदा, धनुष्यबाण वगैरे. अस्त्र म्हणजे मंत्रांच्या साहाय्याने उत्पन्न केलेल्या अग्नी, वायू, विद्युत् इ. साधनांनी चालणारे हत्यार. याचे वैशिष्ट्य म्हणजे हे दूर अंतरावरून शत्रूवर सोडता येत असे. अस्त्राचे दोन प्रकार होते. पहिला मंत्रशक्तीने चालणाऱ्यांचा व दुसरा यांत्रिक साधनांनी फेकले जाणाऱ्यांचा. पहिल्यांना दैवी अस्त्रे असेही म्हणत. अशा अस्त्रांचे रामायण, महाभारत  इ. ग्रंथांत उल्लेख आढळतात.

भारतात यंत्र व तंत्रविद्येची परंपरा दीर्घ काळ चालू होती आणि त्या विद्यांवर अनेक ग्रंथही निर्माण झालेले असावेत परंतु नंतरच्या हजार-बाराशे वर्षांच्या काळात (पाश्चात्त्य तंत्रविद्येच्या संपर्कात येईपर्यंत) भारतीय संस्कृतीत आमूलाग्र बदल घडून आले व तंत्रविद्येच्या (किंबहुना साऱ्याच भौतिक शास्त्रांच्या) विकासाकडे भारतीयांचे जवळजवळ दुर्लक्ष  झाले अणि परिणामी भारतीय तंत्रविद्येची परंपरा बराच काळ खंडित झाली.

इतिहासपूर्व काळ  (भारतेतर) : पुराश्मयुग : माणूस इतिहासपूर्व काळात रानटी अवस्थेत होता. अन्न, निवारा, स्वसंरक्षण यांच्या बाबतीत तो केवळ निसर्गावर अवलंबून असे. आपली स्थिती सुधारण्यासाठी पुढे तो लाकूड, दगड, हाडे, कातडी, बांबू, वेली, माती यांचा पायरीपायरीने उपयोग करण्यास शिकला पण आपल्या कामासाठी दगडाची हत्यारे करण्यास शिकेपर्यंत लाखो वर्षे लोटावी लागली. उत्खननात अशी हत्यारे सापडली आहेत आणि त्यावरूनच या काळाला पुराश्मयुग म्हणतात. ख्रि. पू. सु. १०,००० वर्षांच्यापासून नवाश्मयुग सुरू झाले असे मानतात. त्या काळातही लाकडे, हाडे वगैरे पदार्थांची हत्यारे माणूस वापरीत असला पाहिजे पण ती दगडासारखी टिकाऊ नसल्याने ती नाश पावली असली पाहिजेत. अगदी सुरुवातीची दगडाची हत्यारे एखाद्या सोईच्या आकाराच्या गोट्याचे दोन भाग करून केलेली आढळतात. नैसर्गिक धार असलेल्या दुसऱ्या मोठ्या दगडाने गोट्यावर घाव घातला की, त्याचे दोन भाग होतात आणि विभाजन पातळीवर त्याला धार असलेली कडा उत्पन्न होते. हे अगदी प्राथमिक स्वरूपाचे हत्यार आहे. काही काळानंतर यात सुधारणा होऊन धारेच्या दोन्ही बाजूंकडील पृष्ठे मुद्दाम थोडी निमुळती केलेली दिसतात. याला दोन निमुळती पृष्ठे काढून सुऱ्यासारखे ते केलेले असले, तरी दोन्ही पृष्ठे खडबडीतच राहिली. ही अगदी प्राथमिक स्वरूपाची हत्यारे चतुर्थ कल्पाच्या (सु. ६ लाख वर्षांपूर्वीपासूनच्या काळाच्या) पहिल्या सु. एक तृतीयांश काळापर्यंत तशीच वापरली गेली.


या प्राथमिक खडबडीत हत्यारांच्या पुढची पायरी उत्तर आफ्रिका, यूरोप व पश्चिम आशिया या भागांत सापडलेल्या हत्यारांवरून दिसून येते. यांचा आकार सुमारे हाताच्या उघड्या पंजाएवढा असून ती पातळसर, धरायला जाडसा मुठीवजा भाग व टोकाला पातळ व निमुळती होत गेलेली अशी आहेत. या हत्यारांत तंत्रविद्येच्या दृष्टीने निश्चित प्रगती झालेली दिसते, कारण याला नुसतीच धार नसून त्याचा एकंदर आकार व त्याची मापेही साधावयाच्या कामाच्या दृष्टीने बरीच अधिक योग्य आहेत. ही दोन्ही प्रकारची हत्यारे साधारणत: फ्लिंट दगडाची करीत असत.

पुराश्मयुगातील मानवाला आणखीही काही तांत्रिक ज्ञान असावे, असे पुराव्यांवरून दिसते. त्याला विस्तवाची माहिती असून त्याचा उपयोगही ठाऊक होता. शेकोट्या, चुली, इतकेच नव्हे तर ज्यात विस्तवाला हवेचा पुरवठा खालून होतो अशा शेगड्यांसारख्या चुलीही माहीत असलेल्या दिसतात. तो भाला व गळ यांनी मासे पकडी व तसेच मोठ्या कल्पकतेने बनविलेले सापळे लावून जनावरेही पकडी. तो पहिल्यांदा गुहेत राहत असे, पण पुढे काही भू-भागांत त्याने चामड्याचा निवारा केलेला दिसतो.

हत्यारे करण्याच्या कसबात हळूहळू वाढ होत गेली व या युगाच्या शेवटीशेवटी हत्यारांच्या बनावटीत नाजुकपणा आणि शोभा हेही गुण आलेले दिसतात. काही हत्यारांना मुठी व हस्तकही घडवलेले दिसतात. अशा तऱ्हेने या काळातील मानवाजवळ सुतारकामाच्या हत्यारांचा संचच (म्हणजे कुऱ्हाडी, तासण्या, फरशा, छिद्रक वगैरे) होता आणि आधुनिक चाचण्यांत ही हत्यारे चांगली कार्यक्षम असल्याचेही दिसून येते.

नवाश्मयुग : हा काळ म्हणजे ख्रि. पू. सु. १०,००० वर्षांपासूनचा काळ. वर म्हटल्याप्रमाणे पुराश्मयुगात दगडी हत्यारे प्रथम तयार झाली व पुढे त्यांत सुधारणा होत राहिली. या सुधारणांचा शेवटचा टप्पा जगाच्या सर्व भागांत पसरलेला होता. या काळातील हत्यारे बहुतेक सर्व भागी सपाट केलेली असत व त्यांत मुख्यतः हस्तक असलेल्या कुऱ्हाडी व तासण्या या लाकूडकामाच्या मोठ्या हत्यांराचा समावेश आहे.

या काळात तांत्रिक व सामाजिक बदल घडून येऊन त्याच्या उत्तर भागात काही प्रदेशांत पशुपालन व कृषिव्यवसाय यांचा विकास झाला. मानव खाद्यासाठी शेळ्या, मेंढ्या, गुरे, डुकरे यांना माणसाळविण्यास शिकला. मासे पकडणे, शिकार करणे यांच्या जोडीला खाण्यासाठीच तो रानटी धान्ये व बोरफळे गोळा करून वापरू लागला. त्याला आढळून आले की, रानटी धान्य जर मुद्दाम रुजवले व त्यांचे संवर्धन केले, तर त्यापासून कमी श्रमात जास्त निष्पत्ती होते. गहू, भात, बाजरी, सावा, नाचणी यांसारखी धान्ये लागवडीला उपयुक्त असून त्यांना पाणी देणे फायद्याचे असते, हे त्याच्या लक्षात आले. एवढेच नव्हे, तर पिकांची फेरपालट आणि खताचा उपयोग व परिणाम याचीही त्या वेळी त्याला थोडीफार माहिती होती.

शेती व पशुपालन ही साध्य झाल्यामुळे नवाश्मयुगीन मानवाच्या जीवनात क्रांतीच घडून आली. धान्याचे अतिरिक्त उत्पन्न होऊ लागल्याने त्याच्या साठवणीसाठी सोईस्कर साठवणे तयार करावी लागली, अन्न तयार करण्याच्या पद्धतीत फरक पडला, दाण्यांचे पीठ करण्यासाठी पाटा-वरंवटा जन्मला आणि भाकऱ्या करण्यासाठी योग्य अशी चूल व तव्यासारखे भांडे अस्तित्वात आले. मुबलक धान्यामुळे त्याचे किण्वन (आंबविण्याची क्रिया) करून दारू करणे सुरू झाले. ख्रि. पू. ३००० वर्षांच्या काळात बिअर माहीत होती, असे नक्की म्हणता येते. पुराश्मयुगीन इतस्तत: विखुरलेल्या घरांची खेडी जाऊन त्याऐवजी चिखल, माती, दगड, बांबू, वेत यांचा उपयोग करून आखीव रस्त्यांच्या कडेला बांधलेली घरे असलेली मोठी खेडी अस्तित्वात आली. घराभोवती मोठाले लाकडाचे सोट रोवून व पाण्याचे खंदक खणून श्वापदांपासूनच्या वगैरे संरक्षणव्यवस्थेत सुधारणा केली गेली. कताई व विणाई सुरू होवून वस्त्रे प्रचारात आली आणि मातीची भांडी बनवून पक्की करण्यासाठी ती भाजणेही सुरू झाले. या सर्व तांत्रिक सुधारणा लक्षात घेता नवाश्मयुगाच्या शेवटीशेवटी मानवाने तंत्रविद्येत बरीच मजल मारली होती, हे दिसून येते.

ब्राँझयुग : ब्राँझयुग ख्रि. पू. सु. ४५०० वर्षांपूर्वी सुरू झाले. त्याचे अवशेष मुख्यत: पश्चिम आशियात (टायग्रिस-युफ्रेटीस खोरे-बॅबिलोनिया) सापडले व त्यांवरून या युगात बरेच नवे शोध लागून तंत्रविद्येत बरीच प्रगती झाली व तिने समाजाच्या रचनेतही बदल घडवून आणला, असे दिसते. लागलेल्या शोधांपैकी किमान सहा तरी फार महत्त्वाचे होते. हे शोध पुढीलप्रमाणे होत : (१) तांबे व त्याची कथिलाशी झालेली मिश्रधातू-कासे (ब्राँझ) (२) बैल, गाढव, घोडा यांसारख्या जनावरांच्या शक्तीचा उपयोग (३) चाकांची वाहने (४) होडीला लावावयाचे शीड (५) कुंभारी चाक व (६) विटा.


तांबे व नंतर झालेले कासे या धातू घडवून त्यांच्या वस्तू, पत्रे, लहान तुकडे, हत्यारे इ. करता येतात, हे माणसाला समजले. तसेच त्या धातू वितळवून कसल्याही आकाराची वस्तू ओतकामाने बनविता येते, हेही समजले. धातूंपासून केलेल्या हत्यारांना दगडी हत्यारांपेक्षा जास्त चांगली धार येते ती बोथट झाली, तर हत्यार पुन्हा घडवून वा शाणनाने (योग्य पदार्थावर घासल्याने) ती पुन्हा तीक्ष्ण करता येते व एकंदरीत हत्याराचे आयुष्य जास्त असते, हे त्याला जाणवले. या धातूंचा रस करता येतो हे समजल्याने भट्ट्या, त्यांच्यासाठी हवेचा उपयोग, ओतकामातील साचे वगैरेंची तंत्रे आपोआपच आली व त्यांत वाढ झाली. ही तंत्रविद्या हस्तगत केलेल्या लोकांचा एक नवीन वर्ग तयार झाला. धातूंच्या घडवण व ओतकामासंबंधी विशेष ज्ञान असलेले हे लोक म्हणजे आद्य अभियंतेच होते.

आ. २. ब्राँझयुगातील ईजिप्तमधील बैलांचा नांगर.ख्रि. पू. सु. ३००० वर्षांपूर्वी बैल जुंपलेला लाकडी नांगर वापरात आला होता. नांगराच्या व त्याला बैल जुंपता येण्याच्या शोधामुळे पूर्वीची लहानसहान तुकड्यांची शेतीची पद्धत जाऊन तिच्या जागी मोठाल्या कुणब्यांची व वावरांची पद्धती आली. नांगराला घोडे जुंपणे सोयीचे न वाटल्यामुळे बैलांचा उपयोग होऊ लागला. ईजिप्तमध्ये या काळी वापरात असलेल्या नांगराचे रेखाचित्र आ. २ मध्ये दाखविले आहे. या बैलांना भारतातील बैलाप्रमाणे वशिंड (कोळे) नसल्याने जू शिंगानाच बांधले आहे. तसेच रुमणी धरण्यासाठी आडवा हस्तक नाही. शेतीव्यवसाय व पशुपालन ही परस्परावलंबी झाली. शेतीसाठी गुरे आणि गुरांच्या कडबा-गवतासाठी शेती हवी. गुरांमुळे शेतीला शेणखत मिळू लागले.

शेतीसाठी बैल, गाढव वापरण्यात माणसाने एक महत्त्वाचा शोध लावला व तो म्हणजे या जनावरांच्या शक्तीचा विविध प्रकारे चांगला उपयोग करून घेणे शक्य आहे. जमिनीवरील परिवहनासाठी चाकाचा शोध याच काळात लागून जमिनीवरून ओझी नेण्याच्या श्रमात खूप बचत झाली. नांगर ओढण्याबरोबर चाके  लावलेली गाडी वा बिनचाकी गाडी ओढण्यासाठी, ओझी वाहण्यासाठी घोड्यासहित या जनावरांचा उपयोग होऊ लागला आणि तो आजतागायत चालू आहे.

होड्या, पडाव वगैरेंना शीड लावून वाऱ्याच्या जोराने ती चालविण्याचा शोध याच युगात लागला आणि तसेच किनाऱ्यावरून चालत दोर लावलेला पडाव नदीतून ओढणे, वल्ह्यांनी अथवा काठीच्या मदतीने नाव चालविणे यांमुळे मालाची दूर अंतरावरून होणारी ने-आण सोपी झाली.

मातीची भांडी तयार करण्याच्या कामासाठी चाकाचा उपयोग होऊ लागल्यापासून एक नवा पूर्ण वेळाचा व्यवसाय जन्मास आला.

ब्राँझयुगात तंत्रज्ञान, कौशल्य व कसब यांची जरूर असलेले धातू गाळणे, ओतकाम, कताई-विणाई, कुंभारी वगैरे धंदे सुरू होऊन पूर्वीची कृषि-आधारित समाजरचना जाऊन व्यापार व तंत्रविद्याआधारित उत्पादन यांवर आधारलेली समाजरचना अस्तित्वात आली. लोकांच्या तंत्रज्ञानात आणि सामाजिक, आर्थिक व राजकीय जीवनात झालेल्या महत्त्वाच्या बदलांनी शहरांना (शहर क्रांती) जन्म दिला. यामुळे मोठाली अभियांत्रिकीय कामे हाती घेणे शक्य झाले. या घडोमोडी टायग्रिस-युफ्रेटीस व नाईल या नद्यांच्या खोऱ्यांत घडल्या.

टायग्रिस-युफ्रेटीस खोरे : ब्राँझयुगातील उत्क्रांती आणि तंत्रविद्येतील प्रगती ज्या भागात झाली त्यात टायग्रिस-युफ्रेटीस नद्यांचे खोरे (म्हणजे पूर्वीच्या मेसोपोटेमिया व हल्ली इराकचा भाग) हा एक महत्त्वाचा भाग होता. या भागात शहरे निर्माण झाली नसती तर नवे शोध, क्लृप्त्या, यंत्रे यांचा प्रसार झाला नसता व काशासारखी नवी उपयुक्त द्रव्ये केवळ चैनीच्या वस्तू बनवण्यासाठीच वापरली गेली असती.


जेथे जेथे पुराणकाली संस्कृती उदय पावली तेथे तेथे नदीचे सान्निध्य आढळून येते. उदा., सिंधूच्या आश्रयाने सिंधू संस्कृती, नाईलच्या काठी ईजिप्ती संस्कृती. त्याचप्रमाणे या टायग्रिस-युफ्रेटीस नद्यांच्या खोऱ्यांतही बॅबिलोनी संस्कृती ब्राँझयुगाच्या उत्तरार्धात जन्माला आली. शेतीसाठी व दैनंदिन वापरासाठी पाणी मिळविण्याकरिता नद्यांची आवश्यकता असते. त्यामुळे येथेही बंधारे, धरणे, कालवे बांधण्यात आले.

या संस्कृतीतील समाजाचे स्वरूप व्यवहारक्षेत्र वाढल्याने दिवसेंदिवस जटिल होऊ लागले. लोकांनी दिलेले कर व व्यापारातील देवघेव यांच्या नोंदी ठेवण्यासाठी लिपीची जरूरी भासली व्यापारासाठी प्रमाण वजने व मापे आणि तोलण्यासाठी तराजू ही लागू लागली शेतकऱ्यांना पंचांग तर अभियंत्यांना सर्वेक्षणाची साधने आणि कालवे, सिंचनव्यवस्था, रस्ते, घरे, देवळे, शहराभोवतालचे संरक्षक तट (भिंती) वगैरेंची आखणी करण्यासाठी एखादी पद्धत हवी होती अभियंत्याला क्षेत्रफळ, घनफळ व कोन समजण्यासाठी गणिताची जरूरी लागली. यामुळे मूलभूत शास्त्रांना सुरुवात झाली.

आ. ३. अर येथील अर-नम्मू यांचे झिगुरात, ख्रि. पू. सु. २१५० (पुनर्रचित).या काळात उच्च दर्जाची कारागिरीही सुरू झाली. सुंदर व नाजुक साखळ्यांसारखे सोन्याचे दागिने करणारे सोनार, अती कठीण जवाहिरांचे छिद्रण करणारे आणि त्यांच्यावर मुद्राक्षरे कोरणारे जवाहिऱ्ये कुऱ्हाडी, तासण्या, फरशा, पटाशा, छिद्रक, करवती, चाकू, खिळे, सुया बनवणारे लोहार नावा, रथ, गाड्या, खटारे, इतकेच नव्हे तर उत्तम प्रतीची हार्प, लायर यांसारखी तंतुवाद्ये बनवणारे सुतार त्याचप्रमाणे फार कुशल असे शिल्पकार व कुंभार हे सर्व प्रकारचे कारागीर अस्तित्वात आले. झिगुरात (आ. ३) म्हणजे शहराच्या मध्यभागी विटांनी बांधलेले, कृत्रिम टेकडीवरील उंच देवालय त्या खोऱ्यातील राजकीय अस्थिरतेचे निदर्शक असलेल्या अवाढव्य मापांच्या शहराभोवतालच्या तटवजा भिंती आणि शेतीचा पाया असलेल्या विस्तृत जलसिंचन व पूरनियंत्रण व्यवस्था या तीन गोष्टी या खोऱ्यातील संस्कृतीत ठळकपणे लक्षात येतात.

या खोऱ्यात दगड नव्हते व लाकूडही थोडेच होते पण तेथील प्रदेश हा नद्यांच्या पुराने आलेल्या उगमाकडील गाळाचा बनलेला होता. त्यामुळे शेतजमीन सुपीक झाली, पण इमारती व इतर बांधकामांसाठी विटाच वापरणे भाग पडले. आ.३ मधील झिगुरात विटांचाच आहे. विटा भाजून पक्क्या केलेल्या असत व त्या डांबरात बसवीत. झिगुरात अवाढव्य असून त्याला मजलेही असत. हे मजले मागे हटवलेले व लहान होत गेलेले असत. आकृतीतील अर-नम्मू यांचा झिगुरात ७२ X ५४ मी. व सु. २६ मी. उंचीचा होता [→ झिगुरात].

या काळात या खोऱ्यात बरीच शहरे वसली व त्यांत बॅबिलोन व अर ही प्रमुख होती. ही सर्व शहरे म्हणजे स्वतंत्र राज्येच असत व त्यांच्या आपसात नेहमी लढाया सुरू असत. यामुळे प्रत्येक शहराभोवती मोठाल्या भिंती बांधीत, बॅबिलोनभोवतालची भिंत नेंबुकॅड्नेझर (ख्रि. पू. ६०५–५६२) या राजाच्या कारकीर्दीत बांधली गेली. मुळात बाहेरची व आतली अशा दोन भिंती सबंध शहराभोवती होत्या.

या खोऱ्यात जलसिंचन खूपच प्रचारात होते. टायग्रिस नदीचा एक मोठा कालवा सपाट प्रदेशातून नेलेला असून तो युफ्रेटीसच्या खालील भागात असलेल्या अर शहराजवळ तिला जोडलेला होता. तसेच टायग्रिसचा दुसरा एक कालवा तिच्या उत्तर भागात गेला होता. बॅबिलोनच्या परिसरातील शेतीच्या पाणीपुरवठ्यासाठी जवळच एक मोठे धरण तलाव केलेला होता. याचा पूरनियंत्रणासाठीही उपयोग होत असे. त्याच्यामुळे वर्षभर पाणी मिळे आणि शेतकरी वर्षातून  तीन-तीन पिके काढू शकत.


नाईल खोरे : नाईल खोऱ्याची तंत्रविद्या म्हणजे ईजिप्तचीच तंत्रविद्या. पुरातन ईजिप्ती लोकांनी नाईल नदीच्या ज्या वरच्या भागात प्रथम वस्ती करण्यास सुरुवात केली, तेथील भूरचना व परिस्थिती टायग्रिस-युफ्रेटिस खोऱ्यांतल्यापेक्षा अगदी वेगळी होती. परिणामतः नाईल खोऱ्यात विकसित झालेल्या तंत्रांचे आणि संस्कृतीचे स्वरूपही टायग्रिस–युफ्रेटीस खोऱ्यांतल्यापेक्षा अगदी भिन्न झाले. नाईल नदी एका अरुंद खोऱ्यातून वाहते. या खोऱ्याची जास्तीत जास्त रुंदी, मुखाजवळचा भाग वगळता ५० किमी.पेक्षाही कमीच आहे. प्रदेश अतिशय सुपीक होता व बाहेरून शत्रूचे हल्ले होण्याचा धोकाही कमी होता. या कारणांमुळे फार प्राचीन काळापासून माणासांनी तेथे वसाहत करण्यास सुरुवात केली.

नवाश्मयुगापासून नाईल खोऱ्यात मानवाची वस्ती आहे. ही लहानलहान खेड्यांच्या स्वरूपात आस्वान येथील पहिल्या धबधब्याच्या खाली (मुखापासून सु. ८०० किमी.) पसरलेली असून लोक नाईल नदीने होणाऱ्या नैसर्गिक जलसिंचनावरील शेतीच्या तुटपुंज्या उत्पन्नावर जगत होते. नंतर खोऱ्यातील वरच्या भागात राहणाऱ्या ससाणा जमातीच्या मुख्याने खालील भागावर स्वारी करून तो जिंकला व त्यामुळे हे सबंध खोरे एकछत्री अंमलाखाली येऊन तेथे अंतर्गत शांतता नांदू लागली, बेदूईन लुटारूंपासून संरक्षण मिळाले आणि जलसिंचनाची संघटित व्यवस्था करणे शक्य झाले.

नाईलच्या खोऱ्यातील शेतीचे जलसिंचन जवळजवळ नैसर्गिक रीत्याच होत असे. नदीला जुलै ते ऑक्टोबर असा दर वर्षी नियमित व हळूहळू वाढत जाणारा पूर येई व पुराचे पाणी काठावरील शेतात पसरे. या पुराबरोबर उगमाकडील डोंगराळ भागातून येणारा गाळ पिकाला मिळून पीक चांगले येई. ब्राँझयुगात या गाळाचा महत्त्व लक्षात येऊन शेतकऱ्यांनी पूर ओसरताना तो गाळा परत नदीत जाऊ नये म्हणून शेतांना उंच बांध घालण्यास सुरुवात केली. बांधात वाट करून पुराचे पाणी शेतात घेतले जाई व नंतर वाट चिखलाने बंद केली जाई. अशा तऱ्हेने पाणी भरले की, शेतांना तलावाचे रूप येई. यावरून या पद्धतीला तलाव सिंचन असे नाव पडले. काही दिवसांनी गाळ बसला व पूर ओसरू लागला की, हे शेत-तलावातील पाणी खालच्या बाजूला नदीत परत सोडून देण्यात येत असे. ख्रि. पू. २००० पासून ईजिप्ती लोकांनी नदीकाठापासून दूरच्या शेतांना हे पाणी मिळावे म्हणून कालवे, धरणे व मोठाले जलाशय बांधले. यांमुळे शेतांना इतर वेळीही पाणी मिळण्याची सोय झाली. पुराचे पाणी एकट्यादुकट्या घरात व खेड्यात येऊ नये म्हणून घराभोवती वा सबंध खेड्याभोवती मोठाल्या भिंती बांधीत.

नाईल ही संथ वाहणारी नदी असल्यामुळे तिच्यातून पडावांनी मालाची वाहतूक सहज होत असे. तिच्या पुराचा वाहतुकीच्या बाबतीत असा उपयोग होता की, जेव्हा पाणी कमी असे तेव्हा मोठाले बांधकामांचे दगड वा अवजड माल पडाव, तराफे यांवर चढवणे सोपे असे. पाणी वाढले की, या नावा मुक्कामापर्यंत नेत आणि पुन्हा कमी झाले की, बोजे उतरून घेणे सोपे जात असे.

ईजिप्तमधील तंत्रज्ञानाच्या वेगळेपणाला ज्याप्रमाणे शेतीचे नैसर्गिक जलसिंचन कारणीभूत आहे त्याचप्रमाणे जरूर त्या कच्च्या मालाची विद्यमानताही वेगळेपणाला जबाबदार आहे. तेथे स्थानिक चांगल्या प्रतीचा गारगोटीचा दगड मिळत होता. त्यामुळे टायग्रिस-युफ्रेटीस खोऱ्यात काशाच्या हत्यारांचा वापर सुरू झाल्यानंतर बराच काळपर्यंत ईजिप्ती शेतकरी दगडी हत्यारे वापरीत होता. तसेच ईजिप्तात ग्रॅनाइट, बेसाल्ट, क्वॉर्ट्‌झाइट वगैरे जातींचा बांधकामाचा दगड मुबलक होता व तोही पृष्ठावरच होता किंवा तुटलेल्या कड्यांत बोगदे करून काढता येत होता. टायग्रिस-युफ्रेटीस खोऱ्यांत बांधकामाचा भर विटांवर होता, तर येथे दगडांवर. विकसित झालेल्या तंत्रांच्या वेगळेपणाला हेही एक कारण होते. वरील जातींच्या दगडांबरोबर चूनखडकही विपुल होता.

ईजिप्तमधील लोकांच्या धार्मिक समजुती या पुष्कळशा प्रमाणात तेथे झालेल्या अभियांत्रिकीय कामांना जबाबदार आहेत. अंतिम उत्थानासाठी आणि तसेच तोपर्यंत आत्म्याच्या शांतीसाठी मृत देह सुरक्षित राखला पाहिजे अशी त्यांची समजूत होती. याच समजुतीमुळे शवाच्या संलेपनासाठी व रक्षणासाठी लहानमोठे स्तूप व कड्यातील थडगी बांधण्यात आली.


नाईलच्या मुखाजवळील त्रिभूज प्रदेश इतका सुपीक होता की, तो नुसता ओरखडून बियाणे टाकावे नि भरघोस पीक गोळा करावे. त्यामुळे नांगराच्या सुधारणेकडे तेथील लोकांचे फारसे लक्ष गेलेच नाही. तरीपण नाईल खोऱ्याच्या वरच्या भागात नांगराचा (आ.२) उपयोग पूर्वीपासून केला जात होता. ईजिप्तला जीवनावश्यक वस्तूंची फारशी आयात करावी लागत नसे. जी काही आयात होई ती चैनीच्या वस्तूंची व मौल्यवान धातूंची असे. इमारती लाकूड मात्र आयात करावे लागे. त्याचा पुष्कळसा अंतर्गत व्यापार नाईलमधून नौकांनी होई पण परदेशी व्यापार पूर्व भूमध्य समुद्रातील क्रीट बेट, हिंदुस्थान व मेसोपोटेमिया यांच्याशी होत असे. नौका-जहाजे लाकडाची असत. त्यांच्या काया फळ्या जोडून करीत आणि त्यांना आधार म्हणून आडवे-उभे वासे वापरीत. दुसरे रॅमसीझ (ख्रि. पू. सु. १३०४–१२३७) या राजांची ४०० जहाजे होती व त्यांतील काहींची लांबी जवळजवळ ५० मी. होती.

कला व हस्तकौशल्य यांवर आधारलेले धंदेही अर्थव्यवस्थेत महत्त्व पावले होते. धंदे लहानलहान कर्मशालांतून चालत. उत्तम प्रतीचे पण साध्या अंगाचे, जरीच्या काठांचे, कशिदा आणि नक्षी असलेले वगैरे प्रकारचे नाजुक, तलम व सुबक कापड तयार होई. एबनी व हस्तिदंत यांच्या जडावाचे उच्च दर्जाचे फर्निचर, जवाहिराच्या जडावाचे सोन्याचे दागिने, चांदी व सोन्याचे काटे-चमचे, बशा वगैरै जेवणाच्या वस्तू तयार होत असत. फुलदाण्या वगैरे शोभेच्या मातीच्या भांड्यांवर एनॅमल चढविलेले असे. ईजिप्ती लोक कृत्रिम मोती, नीलमणी, पाचू इ. रत्नांचे प्रकार बनविण्यात कुशल होते. ईजिप्ती लोकांनी दिवसाचे व रात्रीचे तास समजण्यासाठी उपकरणे तयार केलेली होती. दिवसासाठी ढोबळ रचनेचे सूर्यछाया घड्याळ होते. रात्रीचे तास ताऱ्यांची गती बघून काढीत. यासाठी ओळंबा किंवा संक्रमण काठी वापरली जाई. याहीपेक्षा लहान कालावधी मोजण्यासाठी पाणघड्याळही वापरीत असत [→  घड्याळ].

ईजिप्तचे लष्कर मोठे होते व शांततेच्या काळात सैनिकांचा अभियांत्रिकीय कामांसाठी कुशल कामगार म्हणून उपयोग केला जात असे. त्यांच्या हाताखाली अकुशल कामगारांचा मोठा तांडा मदतीला असेच. अभियांत्रिकीय कामे म्हणजे मोठाले वाडे, देवालये, पिरॅमिड, थडगी किंवा शंकुस्तंभ [ → ऑबेलिस्क] हीच मुख्यत: होती.

ईजिप्तमध्ये पुरातन काळापासून जरी वरील प्रकारची मोठाली बांधकामे होत होती, तरी तेथेही घडलेल्या शहर क्रांतीचा परिणाम म्हणून पाथरवट कलेतील अप्रतिम कौशल्य तेथे उदयास आले. चिरकालीत्व देणारी अवाढव्यता, भव्यता आणि कामातील आत्यंतिक परिशुद्धी ही जणू त्यांच्या अभियांत्रिकीय कृतींची अभिलक्षणेच बनली. या कृतींसाठी मुख्यतः चुनखडक व वालुकाश्म जातीचे चिरे वापरले जात. ते खाणीतून पद्धतशीरपणे फक्त तांब्याची व काशाची हत्यारे वापरून, अतिशय काळजीपूर्वक काढले जात. हे चिरे मोठाले व खूप वजनाचे असत व ते नाईलमधून नौकांनी पिरॅमिडांच्या स्थळी आणीत. या कामासाठी वापरण्यात येणारी जहाजे (पडाव) अर्थात खूप मोठी असत, उदा., राणी हॅटशेपसूट यांच्या पडावाने ३० मी. लांबीचे दोन शंकुस्तंभ (प्रत्येकी ३५० टन वजनाचे) वाहून आणले, असा उल्लेख आढळतो. पिरॅमिडांचे चिरे वर चढविण्यासाठी मुख्य साधने म्हणजे तरफ व उतरण ही होती आणि यांच्या जोडीला अमाप मनुष्यबळ होते. मोठाल्या देवालयांची व पिरॅमिडांची बांधणी थराथराने याच साधनांनी झाली असावी, असे तज्ञांचे मत आहे. मात्र चढणीवरून चिरे ओढताना ते गाड्यावर घातलेले असावेत. गीझा येथील ‘मोठ्या’ पिरॅमिडावरून ईजिप्ती लोकांच्या बांधकामांची महत्ता आणि बांधणीतील अचूकता डोळ्यात भरतात [→ पिरॅमिड] .

पिरॅमिड, शंकुस्तंभ वगैरे भव्य कामांसाठी दगड वापरण्यास सुरुवात होण्यापूर्वी नाईलच्या काठच्या मातीच्या विटा घरांसाठी वगैरे वापरीत. त्या उन्हात वाळवलेल्या असत.


ग्रीक व हेलेनिस्टिक संस्कृतींतील तंत्रज्ञान : ग्रीस : ईजिप्तच्या एकछत्री सत्तेच्या हातात जशी संपत्ती व सत्ता होती तशी ग्रीसमध्ये नव्हती. त्यामुळे येथे मोठाली अभियांत्रिकीय कामे झाली नाहीत पण तेथे गुलामांचे मनुष्यबळ कोणत्याही कामासाठी हवे तेवढे मिळत असल्याने लोकांचे यंत्रतंत्रांकडे लक्षच गेले नाही. तेथील लोकांनी गणित, ज्योतिष यांसारख्या सैद्धांतिक शास्त्रांकडेच लक्ष दिले व तेथील शास्त्रज्ञांनी जरी नवी यंत्रे शोधून काढली, तरी त्यांचे आराखडे कागदावरच रहात कारण त्यांच्या बनावटीची शक्यता व व्यवहारातील उपयुक्तता यांकडे त्यांनी लक्ष दिलेले नसे. पण त्यांच्या जागृत सौंदर्यदृष्टीमुळे वास्तुकला व शिल्पकलेसारख्या ललित कलांकडे त्यांचे लक्ष अधिक वेधले. ॲनातोलिया किंवा उ. सिरिया येथे ख्रि. पू. चौदाव्या किंवा तेराव्या शतकात लोखंड व पोलाद यांची तंत्रे उदय पावली व तेथून ती ख्रि. पू. पहिल्या शतकात ग्रीसमध्ये येऊन पोहोचली. याच काळापासून पुढे या देशात नाव घेण्याजोगी तंत्रविद्या उदयास आली. ग्रीक संस्कृती ख्रि. पू. सहाव्या शतकात उदयास आली व रोमन लोकांनी इ. स. च्या दुसऱ्या शतकात जेव्हा स्वारी करून तो देश जिंकला तेव्हा अस्त पावली.

बरीचशी लहान राज्ये नजीकच्या पाणीपुरवठ्याच्या अभावामुळे शांततेच्या काळात जलवाहिन्या, देवालये इ. बांधीत. कॉरिंथ, अथेन्स यांसारखी मोठी राज्ये अंतर्गत व परदेशी व्यापार यांत गुंतलेली होती. तसेच शांततेच्या काळात हीही राज्ये देवालये, जलवाहिन्या, जहाजे यांच्या बांधणीची अभियांत्रिकीय कामे हाती घेत. ही कामे एकंदरीत ईजिप्तच्या मानाने लहान प्रमाणावर असत व त्यासाठी वापरलेली हत्यारेही आदिम स्वरूपाची (ओबडधोबड) असत. अभियांत्रिकीय दृष्टीने विचार करता ग्रीकांची कर्तबगारी मनात न भरणारीच होती. ग्रीकांनी तंत्रविद्येत जी काही भर घातली तीत लोखंडाच्या वस्तू बनविणे व काही यांत्रिक क्लृप्त्या शोधून काढणे यांचा निर्देश करता येईल. त्यांच्याकडे तरफेसारखे घटक वापरून दारू बनविण्यासाठी द्राक्षाचा रस काढण्याचे यांत्रिक साधन होते (आ.४). विणाई होत होती, पण ईजिप्त इतक्या दर्जाची ती नसे. एकसारख्या लढाया होत असूनसुद्धा त्यांच्या शहराभोवती त्यांनी संरक्षक भिंती उभारल्या नाहीत.

जहाजबांधणीच्या क्षेत्रात मात्र त्यांची तंत्रे ईजिप्ती लोकांच्या मानाने बरीच प्रगत होती. त्यांच्या जहाजांना कणा, बरगड्या यांसारखे आधुनिक भाग त्या वेळीही होते. तसेच सुकाणूचा खांब, नाळ व सुकाणू या जागी लहान मजलेही होते. शिडे चौकोनी असत. जहाजांची लांबी कमीच, अंदाजे ३७-३८ मी., होती व ती अरुंद असत. त्यांची बांधणी त्यामानाने भक्कम नसे. शत्रूच्या जहाजाने ठोकर दिली, तर ही सहज दुभंगून फुटत असत.

हेलेनिस्टिक तंत्रविद्या : ख्रि. पू. ३२३ साली अलेक्झांडर यांचा मृत्यू झाल्यावर त्यांच्या साम्राज्याचे तुकडे झाले आणि भूमध्य समुद्राच्या पूर्वेकडील भागाभोवती छोटीछोटी स्वतंत्र संस्कृतिस्थाने (राज्ये) निर्माण झाली. त्यांना ग्रीक (हेलेनिस्टिक) संस्कृतीची व तंत्रविद्येची परंपरा आपोआपच मिळाली होती. यांतील एक महत्त्वाचे स्थान म्हणजे ॲलेक्झांड्रीया शहर व सभोवतालचा भाग. तेथील समाजाला हेलेनिस्टिक समाज म्हणत व त्यांच्या भरभराटीचा काळ म्हणजे ख्रि. पू. ३०० पासून ते इ. स. ३०० पर्यंत असा सु. ६०० वर्षांचा होता. तेथे निरनिराळ्या वस्तूंचे उत्पादन होत होते व व्यापारही चालत असे. तेथे मोठाली अभियांत्रिकीय कामे हाती घेतली गेली नाहीत. असे असले, तरी या समाजाने तंत्रविद्येच्या प्रगतीला महत्त्वाचा हातभार लावला. अभियंते व तंत्रज्ञ लोकांनी सैद्धांतिक यांत्रिकीत ग्रीकांनी साधलेल्या विकासात लक्ष घालून छोट्या यांत्रिक क्लृप्त्या शोधून काढल्या.

आ. ४. दारू तयार करण्यासाठी द्राक्षांचा रस काढण्याचे हीरो यांचे यंत्र (कप्पी ठोकळ्यासहित).या काळापासून पुढे ज्या ज्या अभियंत्यांनी महत्त्वाचे शोध लावले त्यांच्या नावांची व कार्याची नोंद सापडते आणि त्यांनी लिहिलेली पुस्तकेही जतन केली गेली आहेत. या पहिल्या चिरस्थायी झालेल्या अभियंत्यांत ॲलेक्झांड्रियाचे हीरो (इ. स. चे दुसरे वा तिसरे शतक) हे प्रमुख आहेत. एखाद्या काठीचा वा वासोळीचा तरफेसारखा उपयोग (उदा., ओक्ती) मेसोपोटेमिया, ईजिप्त, ग्रीस या ठिकाणी केला जात असे पण कप्पी, कप्पी-यंत्र किंवा रहाट यांबद्दल तेथे पुरावा मिळालेला नाही. पण ही साधने इ. स. च्या सुरुवातीपासून ॲलेक्झांड्रियात वापरात होती. तसेच पाचर आणि उतरण ही पूर्वीच्या संस्कृतिस्थानात वापरात असली, तरी त्यांच्या पुढची पायरी जो स्क्रू तो हेलेनिस्टिक समाजात जन्माला आला आणि तो ऑलिव्हचे तेल व दारूसाठी द्राक्षांचा रस काढण्यासाठी दाबयंत्रात व पाणी वर काढण्यासाठीही [→ आर्किमिडीज स्क्रू] वापरात आला. हीरो यांनी वर्णिलेले दोन कप्पी ठोकळे लावलेले यंत्र आ. ४ मध्ये दाखविले आहे. या वेळी भुजेचा (शक्तीचे प्रेषण करण्याकरिता फिरत्या दंडाला लावण्यात येणाऱ्या भागाचा) शोध लागलेला होता व निरनिराळ्या प्रकारच्या रहाटांनी मिळणारा यांत्रिक लाभ (उचललेले वजन ÷ लावलेला जोर) कसा काढावा, याबद्दल हीरो यांनी लिहून ठेवलेल्या सूचना अजूनही उपलब्ध आहेत. एक ते चार गदम (खांब) असलेल्या व तरफ, कप्पी व रहाट यांची तत्त्वे वापरलेल्या याऱ्याही अस्तित्वात होत्या. काही वेळा वरील साधने पायचक्कीने चालविण्याचीही व्यवस्था केलेली असे. ॲलेक्झांड्रियाच्या अभियंत्यांनी पाणी उपसण्यासाठी निरनिराळ्या क्लृप्त्या बनविल्या होत्या. आर्किमिडीज यांच्या नावाने ओळखल्या जाणाऱ्या जलस्क्रूचा प्रसार शेती, उथळ खाणीतील पाणी काढणे, जहाजातील पाणी काढणे वगैरेंसाठी बराच झाला होता. त्या काळातील दुसरे एक अभियंते व्हिट्रूव्हिअस यांनी पाणी वरच्या पातळीवर उचलण्याच्या ‘नोरिया’ या साधनाचे वर्णन लिहिलेले आहे. त्यानुसार हे साधन आ. ५ मध्ये दाखविले आहे. हे साधन जरी पाण्याच्या प्रवाहाच्या वेगाने चालावे असे गृहीत धरलेले असले, तरी काही वेळा ते पायांनी पायरहाटाप्रमाणे फिरवावे लागे. ही चक्रे ९ ते १२ मी. पर्यंत व्यासाची असत.


आ. ५. व्हिट्रूव्हिअस यांनी वर्णिलेले नदीतील पाणी उपसण्याचे साधन (नोरिया).

या अभियंत्यांनी लढाईची नवी साधनेही बनविली. त्यांनी एक आडवे धनुष्य (गॅस्ट्राफेटस) तयार केले व त्यात दोरी ओढण्याचे काम हाताऐवजी यांत्रिक रीत्या होई. दोरीला आकड्याने एक सरकपट्टी (आ.६) लावलेली होती. या पट्टीला एक दंतपट्टी लावलेली होती व आकडा एका कुत्र्याला अडकवलेला होता. पट्टी मागे ओढून लक्ष्याच्या अंतरानुसार दोरीला हवा तेवढा ताण देता येई. याने सोडलेल्या बाणाचा पल्ला २७० ते ३७० मी. पर्यंत असू शके. धनुष्याचा पल्ला वाढविण्यासाठी हीरो यांनी धनुष्याची काठी दोन भागांत करण्याची कल्पना सुचविली. धनुष्याच्या दोरीला ताण देण्याच्या तत्त्वाचा उपयोग गलोलीतल्याप्रमाणे शत्रूवर दगडांचा मारा करण्यासाठीही केला होता.

सेझिबियस व फायलो या दोघांनीही दाबपंपाचे वर्णन लिहून ठेवले आहे. ॲलेक्झांड्रियातील अभियंते हवा खेचण्यासाठीही पंपाचा उपयोग करीत. त्या वेळी जलऑर्गन (वाद्य) अस्तित्वात असावा व त्यातील एक पवनचक्कीच्या साहाय्याने वाजविला जात असे, असे नमूद आहे.

आ. ६. आडवे यांत्रिक धनुष्य (गॅस्ट्राफेटस)

ॲलेक्झांड्रियाच्या अभियंत्यांनी श्रम वाचविणारी नित्योपयोगी साधने बनविण्याकडे विशेष लक्ष न देता आपली बुद्धी परिशुद्ध उपकरणे व खेळाच्या वस्तू तयार करण्यात जास्त चालवली. त्यांनी सर्वेक्षणातील (जमिनीच्या पाहणीतील) अंतरे मोजण्यासाठी सायक्लॉमीटर या उपकरणाचा उपयोग केला व यातील दंत- चक्रमालेचा वापर हा पहिल्यानेच केलेला असावा. हीरो यांनी मोठाली वजने हलविण्यासाठी दंतचक्रमालेचा उपयोग केला, तर व्हिट्रूव्हिअस यांनी दंतचक्रे असलेल्या पिठाच्या गिरणीचे वर्णन लिहून ठेवले आहे. गतीच्या प्रेषणासाठी तोपर्यंत वापरली गेलेली चक्रमाला या उदाहरणात शक्तिप्रेषणासाठी वापरली गेली, हे या साधनाचे वैशिष्ट्य म्हणता येईल.

या अभियंत्यांनी कोन आणि काल मोजणारी परिशुद्ध उपकरणे बनविण्याकडे आपले लक्ष विशेष केंद्रित केले होते. या उपकरणांचा पुढे झालेल्या ज्योतिष व आधुनिक अभियांत्रिकी यांच्या विकासात महत्त्वपूर्ण उपयोग झाला. कालमापकाच्या उपकरणातील सर्वांत महत्त्वाची म्हणजे पाणघड्याळे होत. व्हिट्रूव्हिअस यांनी आपल्या ग्रंथात पाणघड्याळाचे वर्णन दिलेले आहे. काही शास्त्रज्ञांनी त्यांच्या वर्णनाबरहुकूम घड्याळ तयार करण्यात यशही मिळविले होते. पाणघड्याळ बनविण्यात जलविज्ञानासंबंधीचे दोन महत्त्वाचे प्रश्नही सोडविले गेले. म्हणजे पाण्याचा एकसम प्रवाह कसा मिळवावा व दुसरा एकसम कालगतीचे त्या वेळी वापरीत असलेल्या सौरकालात कसे रूपांतर करावे.

डायोप्ट्रा हे एक मुळात ज्योतिषशास्त्राचे उपकरण होते, पण हीरो यांनी त्यात बदल करून ते सर्वेक्षणातील संक्रमणमापक (ट्रँझिट) उपकरण म्हणून वापरण्यायोग्य केले. याच उपकरणाच्या अनुषंगाने त्यांनी त्या शास्त्रातील काही नवे सिद्धांतही मांडले. ईजिप्ती लोकांच्या सर्वेक्षणातील तंत्राची फारच थोडी माहिती मिळते, पण त्यांची फलिते बिनचूक असत, एवढे मात्र खरे. ग्रीक लोक ग्रोमा (सर्वेक्षण तारा) या उपकरणाने क्षैतिज पातळीतील ९०° चा कोन आणि कोरोबॅटिस या उपकरणाने नतीचा कोन (उभ्या पातळीतील कोन) मोजीत असत. कोरोबॅटिस हे उपकरण सु. ६ मी. लांबीची पट्टी, पाणसळ व ओळंबा या प्राथमिक स्वरूपाच्या साधनांच्या साहाय्याने बनविलेले होते. ही उपकरणे ख्रि. पू. ७०० वर्षांपासून अस्तित्वात होती व एक ५०० मी. लांबीचा बोगदा दोन्ही टोकांकडून खोदण्यासाठी त्यांचा उपयोग केलेला दिसतो. हीरो यांचे  डायोप्ट्रा हे वरील उपकरणांच्या मानाने बरेच सुधारलेले असून फक्त दुर्बिण व होकायंत्र नसलेल्या आधुनिक संक्रमणमापक उपकरणाशी त्याचे साम्य आहे.

आपली कल्पकता चालवून ॲलेक्झांड्रियाच्या अभियंत्यांनी कमीतकमी शक्ती वापरणाऱ्या करमणुकीच्या गोष्टीही (उदा., यांत्रिक बाहुल्यांचा नाच) तयार केल्या. यांत पुष्कळ वेळा नियंत्रित व अगदी सावकाश खाली येणाऱ्या वजनाचा चक्रीय गती उत्पन्न करण्यासाठी उपयोग केलेला आढळतो.


ईजिप्तमध्ये धान्याचे पीठ करण्यासाठी प्रथम पाटा-वरंवटा वापरीत असत पण ग्रीक संस्कृतीच्या उत्तर काळात आणि हेलेनिस्टिक व पुढे रोमन संस्कृतीतही म्हणजे इसवी सनाच्या सुरुवातीच्या काळात जाती वापरात आली. ही दगडाची असत व वरचा दगड फिरविण्यासाठी पुरुष गुलाम किंवा गाढव, घोडे ही जनावरे वापरली जात.

हेलेनिस्टिक तंत्रविद्येचे महत्त्व : हेलेनिस्टिक अभियंत्यांनी सैद्धांतिक दृष्ट्या आणि तसेच प्रगत स्वरूपाच्या यांत्रिक क्लृप्त्यांच्या गतींचाही अभ्यास केला. तसेच तरफ, चाक व आस, कप्पी, पाचर आणि स्क्रू या पाच साध्या यंत्रांतील यांत्रिक लाभ काढण्याची सैद्धांतिक पद्धतीही शोधून काढली. तसेच जलस्थितिकीच्या (समतोल प्रेरणांमुळे स्थिर स्थितीत राहणाऱ्या द्रवांबाबतच्या अभ्यासाच्या) प्राथमिक तत्त्वांबदलही काही सिद्धांत मांडले. त्या वेळी त्यांना भुजेची माहिती होती, पण चतुर्घटकी शृंखलेची (उदा., शिवण्याच्या पाय यंत्रातील चालक पायटा) मात्र माहिती नव्हती. तरीपण त्यांनी मांडलेले सिद्धांत पुढील काही शतके तरी तंत्रविद्येच्या विकासाला पुरेसे ठरले. माणूस आणि त्याची हातहत्यारे यांवर आधारलेली संस्कृती, जनावरे आणि यंत्र यांवर आधारलेल्या संस्कृतीत संक्रमित होत असता या ॲलेक्झांड्रीय अभियंत्यांच्या प्रयत्नांनी त्या संक्रमण-विकसनाला चांगलाच हातभार लावला आणि म्हणूनच त्यांच्या हेलेनिस्टिक तंत्रविद्येला तंत्रविद्येच्या विकासाच्या इतिहासात महत्त्वाचे स्थान आहे.

रोमन लोकांची तंत्रविद्या : रोमन लोकांचा संबंध ईजिप्ती व ग्रीक संस्कृतींशी आलेला होता. त्यांच्याजवळ साधनसंपत्ती पुष्कळ होती, तरीपण त्यांनी स्थापत्याखेरीज इतर अनुप्रयुक्त विज्ञानांत लक्ष घातलेले दिसत नाही. मोठाली देवालये, चिरस्मरणीय थडगी किंवा शहरांभोवतालच्या संरक्षक भिंतीही न बांधता त्यांनी मोठाले राजवाडे, स्नानगृहे, क्रीडागारे (खेळांची प्रेक्षागृहे), धान्याची कोठारे, पूल, रस्ते, जलवाहिन्या, सांडपाण्याची गटारे यांसारख्या गोष्टीच बांधल्या. ही कामे करताना रोमन लोकांनी कल्पकता दाखविली, बांधणीत नव्या कल्पना व तंत्रे आणली, लांब राजमार्ग बांधताना स्थानिक मालाचा शक्य तितका उपयोग केला, वास्तुशिल्पकलेत नव्या कल्पना आणल्या पण हे करताना सैद्धांतिक दृष्ट्या विचार न करता अनुभवसिद्ध सूत्रे व तंत्रेच वापरली. त्यांनी तंत्रविद्येत घातलेल्या भरीचा विचार करता पुढील गोष्टींचा निर्देश करता येईल.

बांधकामात कमानीचा वापर जरी पूर्वीपासून होत असला, तरी रोमन लोकांनी तिच्या तंत्रात खूपच सुधारणा केली. त्यांनी केलेल्या गोष्टींत हीच सर्वांत महत्त्वाची आहे. कमानीबरोबर दिवाणखान्यांच्या छतांच्या व घुमटांच्या बांधणीच्या तंत्रातही त्यांनी सुधारणा केल्या. दुसरी गोष्ट म्हणजे बांधकामात, विशेषत: इमारतीत, कमानी आणि मेघडंबऱ्या जोडून बांधताना त्यांनी प्रेरणांत शक्य तितका आंतरतोल साधण्याचा प्रयत्न केला. तसेच विटा व काँक्रीट यांचा बांधणीच्या कामासाठी विकास केला. त्यांनी बांधलेले रस्ते व जलवाहिन्या यांची तंत्रे व त्यांच्या कामाच्या पद्धती अठराव्या शतकातही वापरल्या जात होत्या, यावरून या क्षेत्रातील त्यांचे महत्त्व दिसून येते.

भारताच्या पूर्वेकडील देश : संस्कृती व तज्जन्य तंत्रविद्या यांच्या पुराव्यांच्या उपलब्धतेच्या दृष्टीने इराणी आखाताच्या उत्तरेकडील भाग, पूर्व भूमध्य समुद्राच्या सभोवतालचा आशिया मायनर व ईजिप्त आणि इटली व त्याच्या पूर्वेकडील यूरोपचा भाग हेच महत्त्वाचे ठरले आणि आतापर्यंत त्याच भागातील तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीचा थोडक्यात परामर्श घेतला आहे. चीनची संस्कृती भारताइतकी जुनी नाही, तरी ती पश्चिम आशियाई संस्कृतीइतकी तरी जुनी असावी, असे दिसते. पण पुरातत्त्वविद्येतील यूरोपीय शास्त्रज्ञांनी, काहीही कारणांनी का असेना, तेथे जाऊन पुरेसे उत्खनन केले नाही वा भारतातल्याप्रमाणेच तद्देशीय शास्त्रज्ञांनीही केले नाही, तसेच जे काही झाले व त्यात जे पुरावे सापडले असतील, त्यांना जरूर ती प्रसिद्धी देण्यात आली नाही. या व अशा अन्य कारणांनी तेथील आणि जपानमधीलही जुन्या तंत्रविद्येबद्दलची माहिती इंग्रजी भाषेत तरी अगदी तुटपुंजी अशी आहे.

जुन्या काळापासून सोळाव्या शतकापर्यंतचा चीन : चीनमध्ये परंपरेने चालत आलेल्या आख्यायिकांप्रमाणे तीन महापुरुषांना तेथील तंत्रविद्येच्या प्रथमावस्थेचे प्रतीक समजले जाते. त्यांची नावे फू सी, शन नूंग व हुआंगती अशी आहेत. फू सी यांनी पाकक्रिया शोधून काढली, असा समज आहे. चिनी संस्कृतीचे ते संस्थापक असून तिच्या कृषिपूर्व–अवस्थेचे त्यांना प्रतिनिधी समजतात. त्यांच्यानंतर झालेले शन नूंग हे जंगलांना आग लावून तेथील जमीन लागवडीयोग्य करीत. लाकडाचा नांगर शोधून काढून त्यांनी शेत नांगरण्याची पद्धती लोकांना शिकविली व रोगपरिहारक वनस्पती शोधून काढल्या. यांमुळे शन नूंग यांना औषधींचे देव मानतात. तिसरे महापुरुष हुआंगती (म्हणजे ‘पिवळा सम्राट’) यांना कापड विणाई, लेखन, बैल व घोडे जुंपण्याचे साधन, नदीतून नौकानयन, रेशमाच्या किड्यांचे प्रजनन व सर्वेक्षण यांच्या शोधांचे जनक असे समजतात. त्यांनी देवळे, घरे व राजवाडे बांधविले आणि नाणी पडली.


या तीन पौराणिक महापुरुषांनंतर स्या (ख्रि. पू. एकविसावे ते ख्रि. पू. सोळावे शतक), शांग (ख्रि. पू. सोळावे ते ख्रि. पू. अकरावे शतक) आणि पश्चिमेचे जौ (ख्रि. पू. अकरावे शतक ते ख्रि. पू. ७७१) व पूर्वेचे जौ (ख्रि. पू. ७२० ते ख्रि. पू. २४९) ही ऐतिहासिक राज्यकर्ती घराणी होऊन गेली.

शांग राजवट : यांच्या आधीचा जो स्या घराण्याचा काळ त्यातील तंत्रज्ञानासंबंधी काहीच माहिती मिळत नाही. शांगांच्या काळात गहू, बारीक बियांची तृणधान्ये यांची लागवड, पशुसंवर्धन, बैल वा घोडे लावलेले रथ या गोष्टी आल्या. तसेच काशावर लोकांनी प्रभुत्व मिळविले होते. रेशीम व रत्ने यांवर आधारित असलेला चैनीच्या वस्तू बनविण्याचा धंदा सुरू होता. प्रगत सरकारी पर्यवेक्षणाखाली तांत्रिक व शास्त्रीय कार्याला उत्तेजन मिळते होते. सरकारने मांत्रिक, किमयागार, गणितज्ञ, वैद्य आणि फलज्योतिषी यांच्या त्या त्या बाबतीसाठी नेमणुका केल्या होत्या. मृत्पात्रांचा (कुंभार कामाचा) विकास होऊन त्यात लोकांनी चांगलेच कौशल्य मिळविले होते.

जौ राजवट :या काळात शेतीत प्रगती होऊन आणखी काही निराळ्या प्रकारच्या पिकांची लागवड होऊ लागली. लोखंड व इतर धातू गाळण्याची व त्यांचे ओतकाम करण्याची कला हस्तगत झाली आणि त्यामुळे शेती व निरनिराळ्या उद्योगांसाठी हत्यारे व उपकरणे वापरात आली. तसेच नाण्यांचाही प्रसार झाला. ७०,००० पेक्षाही जास्त लोकवस्तीची शहरे वसली आणि दिवसरात्र रहदारीयोग्य असे रस्ते त्यांत झाले. जलस्थापत्य अभियंत्यानी नद्यांच्या पाण्याच्या उपयोगाचे मोठाले प्रकल्प हाती घेतले. त्यांनी त्या वेळी केलेली बांधकामे अजून शाबूत आहेत. जौ युगातील कुंभारांनी मातीच्या काचीकरणाचे (काचेचा लेप देण्याचे) तंत्र शोधून काढून मातीची भांडी अतिशय टिकाऊ केली. चीनमधील सुरुवातीची ज्योतिषशास्त्रीय उपकरणे म्हणजे छायास्तंभ व फर्मापट्टी ही होती. छायास्तंभाचा उपयोग सूर्याच्या उंचीचा कोन काढण्यासाठी अथवा एखाद्या स्थानाचा अक्षांश काढण्यासाठी होई. फर्मापट्टीचा उपयोग ध्रुवतारा शोधण्यासाठी होई. ज्योतिषांच्या उपयोगाचे आणखी एक उपकरण पाणघड्याळ हे होते. हे भारतीय घटिकापात्राप्रमाणे किंवा ईजिप्ती घड्याळाप्रमाणे असावे.

आ. ७. दट्ट्याचा द्विक्रिय चिनी भाता (ख्रि. पू. चौथे शतक) : (१) चौकोनी किंवा आयती कोश, (२) दट्ट्या, (३) दट्ट्याचे हस्तक, (४) चोषण झडपा.

हान घराणे : या घराण्याच्या राजवटीला ख्रि. पू. २११ मध्ये सुरुवात झाली. या राजवटीत लढाईची साधने, सोन्याच्या वस्तू, साधे व नक्षीचे कापड ही बनविण्याचे उद्योगधंदे भरभराटीस आले. तसेच लोखंड, कासे, खाणीतले व समुद्री मीठ तयार करण्यात येऊ लागले. लोखंड गाळण्यासाठी किंवा बीड वितळविण्यासाठी तांबे किंवा कासे यांच्यापेक्षा उच्च तापमान लागते. ते मिळविण्यासाठी भट्टीला आपोआप मिळणारी (प्रवर्तित) हवा पुरत नाही. हे लक्षात येऊन ख्रि. पू. चौथ्या शतकात शोधून काढण्यात आलेला, दट्ट्या असलेला एक द्विक्रिय (दोन दिशांनी कार्य करणाऱ्या) पद्धतीचा भाता वापरात आला (आ. ७). या भात्यातील दट्ट्या गळबंद करण्यासाठी त्याच्या प्रधीवर (काठावर) खाच पाडून तीत कोंबड्यांची पिसे भरीत. बनावटीच्या सोयीसाठी कोश चौकोनी किंवा आयती छेदाचा होता. दट्ट्याला दोहो बाजूंना हस्तक होते व तो दोन माणसे चालवीत किंवा एकाच टोकाने एकच माणूस चालवू शके. चोषण झडपा बिजागरी पद्धतीच्या होत्या व त्या कोशाच्या दोन्ही टोकांना होत्या. हवेला निष्कास (प्रदान) मार्ग एकच असून तो कोशाच्या मधोमध होता. भाता अर्थात मोठ्या आकारमानाचा दट्ट्या सु. १·३ X १·३ मी.चा होता. ही प्रयुक्ती फार महत्त्वाची आहे कारण हीत इतक्या जुन्या काळातही द्विक्रियतेचा चीनमध्ये शोध लागलेला आढळतो. पाश्चिमात्य तंत्रविद्येत द्विक्रियतेचा उपयोग केला जाण्यास नंतर सु. २,००० वर्षे लोटावी लागली.

स्वै व थांग घराणी : (इ. स. ५८१–९०७). स्वै राजवटीत मोठाली सार्वजनिक कामे झाली. लोयांग शहर उभारले गेले आणि त्यासाठी २० लाख मजूर खपत होते. चीनच्या प्रसिद्ध भिंतीच्या दुरुस्तीसाठी आणि पूर्व चीनमधील ‘मोठा कालवा’ खणण्यासाठी दहा लाख मजूर राबत होते. लोखंडी साखळ्यांचे व एकाच कमानीचे दगडी पूल (सहावे शतक) बांधण्यात आले. होपे प्रांतातला चाउजो येथील पूल अजूनही आहे. थांग राजवट व जपानमधील नारा राजवट या अंशत: समकालीन होत्या. नारा काळात (इ.स. ७५६) शोसॉइन (नाराचा शाही खजिना) या नावाचा खूप मोठा व प्रसिद्ध लाकडी प्रासाद बांधला गेला. त्यात चीन आणि इतर आशियाई देशांतून आणलेल्या कित्येक मूल्यवान कलाकुसरीच्या वस्तूंचा संग्रह होता.


आ. ८. चीनमधील लोखंड गाळण्याची क्रिया : उजवीकडे झोतभट्टी व डावीकडे रस ढवळणे चालू आहे.

सुंग घराणे : (इ. स. ९६०–१२७९). या राजवटीत सोने, चांदी, शिसे आणि विशेषकरून लोखंड या धातूंचे उद्योग जोरात चालत होते. आ. ८ मध्ये तत्कालीन लोखंडाची झोतभट्टी दाखविली आहे. वस्त्रोद्योगात सावरीच्या कापसाचा प्रसार झाला होता. याच काळात कापसाच्या व रेशमाच्या सुताची विणाई पूर्णत्वास गेली आणि रेशमाने कापडावर कशिदा, चित्रे इ. विणण्यात येऊ लागली. भट्टीतील तापमान उच्च करता येऊ लागल्याने, तसेच चकाकी आणण्याच्या पदार्थांचा व खास प्रकारच्या मातीच्या उपयोगाने चिनी मातीच्या भांड्यांचा उद्योग बराच भरभराटीस आला. समुद्री नकाशे, खगोलीय नकाशे, जहाजांच्या पाणबंद काया व होकायंत्र (चुंबकीय सूची) यांची मदत मिळू लागल्याने दूरचे सागरी प्रवास होऊ लागले. कृषिविज्ञान, वैद्यक, युद्धातील डावपेच, वास्तुशिल्प इ. विषयांवर या काळात ग्रंथरचना झाली.

इ. स. १२६०–१६४४ या काळात युआन व मिंग ही घराणी गादीवर होती. तंत्रविद्येत प्रगती होत होती. काही ठिकाणी उद्योगकेंद्रे स्थापन करण्यात आली आणि त्यांत मुसलमानी व ख्रिस्ती युद्धबंदी काम करीत असत. काचीकरणाची कला या बंद्यांनीच चीनमध्ये आणली. साखर उद्योगात सुधारणा घडविण्यासाठी ईजिप्ती तज्ज्ञ आणविले होते. वैज्ञानिक तंत्रात पाश्चात्त्य अभियंते, ज्योतिषशास्त्रज्ञ, वैद्य वगैरेंनी नव्या कल्पना चिनी लोकांना दिल्या. कुस-शाऊ-छिंग (१२३१–सु. १३१६) या त्या काळच्या सर्वांत श्रेष्ठ जलस्थापत्य अभियंत्यानी ‘मोठ्या कालव्या’ त सुधारणा केल्या. नौकांची बांधणी व नयन यांत प्रगती झाल्याने छंग ह हे शोधक प्रवासी पूर्व आफ्रिकेपर्यंत जाऊ शकले. छंग त्सु (१४०३–२४) या बादशहांनी पेकिंगच्या बाहेर ‘मोठ्या घंटेचा मठ’ बांधला. या मठातील घंटा सु. ७ मी. उंच आणि सु. ४२–५२ टन वजनाची होती.

जपान व इतर पौर्वात्य देश : आधुनिक काळात (विसाव्या शतकाच्या शेवटच्या चरणात) जपान तंत्रविद्येत जरी एक अग्रगण्य देश समजला जात असला, तरी आतापर्यंत ज्या पुरातन काळाचा आढावा घेतला आहे, त्या काळातील जपानबद्दलची माहिती उपलब्ध नाही. आग्नेय आशियातील इतर देशांतील तंत्रज्ञानाच्या बाबतीत तीच स्थिती आहे.

रसायनी तंत्रविद्या : लोखंड : पदार्थावरील संस्कारात जर पदार्थाच्या अंतर्गत रचनेत बदल होत असेल, तर तो संस्कार रासायनिक जातीचा असतो आणि अशा संस्काराशी संबंधित असलेली तंत्रविद्या ही रसायनी तंत्रविद्या होईल. धातुकांपासून बीड, लोखंड, पोलाद तयार करताना धातुकांत अंतर्गत बदल होतो म्हणून हे विधी रसायनी तंत्रविद्येत मोडतात. लोखंड हे अनेक यंत्राचा मूलभूत घटक असते आणि म्हणून त्याला यंत्रयुगाचा पायाच असे म्हणता येईल.

सुरुवातीच्या दिवसांत लोखंड गाळण्यासाठी लोहधातुके व चुनखडी ही भट्टीत घालीत आणि लाकडी कोळसा जाळून लोखंडाचा रस तयार करीत असत. भट्टीला देण्यात येणारी हवा थंड व अगदी कमी दाबाची असे. या विधीत इंधनासाठी जास्त खर्च येत असे. पुढे दगडी कोळशाचा शोध लागून तो मिळू लागल्यावर तो लोखंडाच्या भट्टीत वापरण्यास सुरुवात झाली व भात्यांनी हवेचा दाबही वाढविण्यात आला. दगडी कोळसा स्वस्त होताच व हवेचा दाब वाढविल्यामुळेही इंधनखर्च कमी झाला. नंतर भट्टीची हवा शक्य तितकी तापवून देणे सुरू झाले व इंधनखर्च आणखी कमी झाला आणि उत्पादनाचा वेगही वाढला. पण हवा तापनाचा नवा खर्च सुरू झाला. पुढे भट्टीतून बाहेर पडणाऱ्या गरम वायूच्याच उष्णतेने हवा तापविण्याची पद्धत अंमलात आली व त्यामुळे लोखंडाच्या उत्पादनाला धंद्याच्या दृष्टीने उत्तम स्वरूप येऊन त्याची किंमत पुष्कळ कमी करता आली.

लोखंड व दगडी कोळसा यांवर आधारलेला उद्योग इंग्लंडात अठराव्या शतकाच्या प्रथमार्धात मोठ्या प्रमाणावर सुरू झाला. काही वर्षांतच या उद्योगाची तेथे भरभराट होऊन इंग्लंडने त्यात मानाचे स्थान घेतले. सुरुवातीला बीड तयार करण्यात येत असे आणि नंतर घडीव लोखंडही तयार करण्यात येऊ लागले. बिडासाठी प्रथम दगडी कोळसा व नंतर कोक वापरात आला.


पोलाद : १८५३ पर्यंत इंग्लंड व इतर यूरोपीय देशांत पोलाद तयार करण्यासाठी जुनी पद्धतच चालू होती. या पद्धतीत घडीव लोखंडाच्या पातळ पट्ट्या, चामड्याचे व हाडांचे तुकडे, लाकडी कोळशाचा भुगा यांमध्ये खुपसून भट्टीत कित्येक दिवस तापवीत असत. या क्रियेमुळे लोखंडाच्या पृष्ठभागात कार्बन शिरून त्या पृष्ठाचे पोलादात रूपांतर होत असे. एकदा तापविलेल्या पट्ट्या दुमडून पुन्हा वरील पदार्थांच्या सान्निध्यात तापवीत असत. त्यामुळे हळूहळू सबंध पट्टी पोलादाची होत असे. ही पद्धत फार वेळ घेणारी व खर्चिक असल्याने पोलादाचा उपयोग फक्त हत्यारे करण्यापुरताच मर्यादित होता. १८५४ साली हेन्‍री बेसेमर यांनी इंग्लंडमध्ये पोलाद तयार करण्याची नवी पद्धत सुरू केली. या पद्धतीत लोखंडाचा गरम रस आगविटांचे (उच्च तापमानाला न वितळणाऱ्या विटांचे) अस्तर लावलेल्या लोखंडी पात्रात (बेसेमर कन्व्हर्टरात) घालीत व त्यात दाबाखालील हवा सोडून रसातील कार्बन जाळून टाकीत आणि मग शुद्ध लोखंडाचा रस तयार होई. या रसात मँगॅनीज व जास्त कार्बन असलेल्या लोखंडाचे, ‘स्पीगेल’ या द्रव्याचे, जरूर तितके खडे टाकीत. त्यामुळे शुद्ध लोखंडात जरूर तितका कार्बन शिरून सर्व रसाचे पोलादात रूपांतर होत असे. बेसेमर यांची पोलाद तयार करण्याची पद्धत फार थोड्या वेळात पूर्ण होणारी आणि अगदी थोड्या खर्चाची असल्याने ती सर्व देशांत लगेच प्रसृत झाली. या पद्धतीत काही अडचणीही उत्पन्न झाल्या, परंतु इतर शास्त्रज्ञांच्या प्रयत्नांनी त्या दूर केल्या गेल्या. आता सर्व स्वस्त जातीच्या पोलादासाठी हीच पद्धत वापरण्यात येते. बेसेमर पद्धत सुरू झाल्यानंतर १८५६ साली फ्रीड्रिख सीमेन्स या जर्मन तंत्रज्ञांनी एक नवीन प्रकारची एक, इंधनात पुष्कळ काटकसर करणारी, उथळ जातींची व वायू जाळणारी भट्टी (ओपन हार्थ) तयार केली. या भट्टीत तिच्या निष्कास (बाहेर पडणाऱ्या) वायूतून बाहेर जाणारी उष्णता फुकट न जाऊ देता तिचा उपयोग भट्टीला लागणारी हवा तापविण्याचे तत्त्व सीमेन्स यांनी प्रथमच वापरले. प्येअर मार्टिन या फ्रेंच तंत्रज्ञांनी तिचा उपयोग करून उच्च दर्जाचे पोलाद तयार करण्याची पद्धत सुरू केली. या पद्धतीने पोलाद तयार करताना लोखंडात निकामी (भंगार) लोखंडही मोठ्या प्रमाणावर मिसळता येणे शक्य आहे, असे १८६४ मध्ये मार्टिन यांनी दाखवून दिले. ही पद्धत अजूनही सर्व देशांत चालू आहे. घडीव लोखंड आणि पाहिजे त्या जातीचे पोलाद विपुल प्रमाणात व माफक किंमतीत मिळू लागल्याने लोखंड व पोलादापासून मानेसमान पद्धतीने [→ नळ न नळी] सर्व प्रकाराच्या टीपरहित (बिन सांध्याच्या) नळ्या व नळ बनविणे सुरू झाले. लाटण यंत्राच्या साहाय्याने सर्व प्रकारचे पत्रे, चादरी, पट्ट्या, गज, कोन, तुळ्या अशा प्रकारचा पाहिजे त्या काटच्छेदाचा मजबूत माल तयार होऊ लागला. यामुळे जहाजबांधणी, रूळमार्गी डब्यांची बांधणी, घर बांधणी, कारखाना बांधणी, पूल बांधणी वगैरे अनेक उद्योगांत झपाट्याने सुधारणा झाली.

रसायने : इंग्लंडमध्ये कापड उद्योगासाठी लागणारा सोडा (सोडियम कार्बोनेट) तयार करण्याची नीकॉला लब्लां यांची पद्धत १७८७ साली वापरावयास सुरुवात झाली होती. या पद्धतीत एक टन सोडा तयार करताना दोन निरुपयोगी उपपदार्थ उत्पन्न होतात. त्यामुळे ही पद्धत फार खर्चाची होत होती. पुढे १८११ साली अर्नेस्ट व आल्फ्रेड सॉल्व्हे यांनी सुचविलेली सोडा तयार करण्याची नवी पद्धत सुरू झाली. या पद्धतीत तयार होणारे सर्व उपपदार्थ दुसऱ्या कामासाठी वापरता येतात. ही पद्धत पूर्वीच्यापेक्षा सोपी आणि कमी खर्चाची होती. ही पद्धत १८१५ पासून सर्वत्र वापरात आल्याने जुनी पद्धत नुकसानीत येऊ लागून अखेर बंद पडली. तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे कित्येक वर्षे भरभराटीत असलेला उद्योग कसा बंद पडतो, याचे हे एक उत्तम उदाहरण आहे.

इ. स. १८६० नंतर जर्मनी व फ्रान्स या देशांत रसायन उद्योगातील अनेक धंदे सुरू करण्यात आले. सल्फ्यूरिक अम्ल तयार करण्याच्या पद्धतीमध्ये एखादे उत्प्ररेक द्रव्य वापरले, तर अम्ल तयार करणे सोपे जाते व कमी खर्चाचे होते. उत्प्रेरक द्रव्याचा उपयोग केला, तर इतर धंद्यांतील अनेक प्रक्रिया जलद व सोप्या होतात हे १८३५ च्या सुमारास अनेकांच्या लक्षात आले होते. खनिज तेलातील घटक द्रव्ये वेगळी करण्याच्या उद्योगात उत्प्रेरक द्रव्यांची चांगली मदत होते. गोड्या (शेंगदाणा) तेलाचे वनस्पती तुपात रूपांतर करतानाही निकेल किंवा प्लॅटिनमाचे संयुग उत्प्रेरक म्हणून वापरावे लागते. उत्प्रेरकाचा उपयोग फार महत्त्वाचा वाटू लागल्याने पुष्कळ तंत्रज्ञांनी नवे उत्प्रेरक शोधून काढण्याकडे लक्ष दिले व पुष्कळांना त्यात यशही आले [→ उत्प्रेरण].

डब्ल्यू. एच्. पर्किन या तंत्रज्ञांनी १८५६ साली ‘मोव्ह’ हे डांबरापासून पहिले संश्लिष्ट (कृत्रिम) ॲनिलीन रंजकद्रव्य तयार केले. त्यामुळे पुष्कळ तंत्रज्ञ नवीन प्रकारचे संश्लिष्ट पदार्थ तयार करण्याच्या उद्योगाला लागले आणि निरनिराळी प्लॅस्टिके, रेयॉन, नायलॉन यांसारखे तंतू, जोरखते, कीटकनाशके, रबर इ. अनेक नवे कृत्रिम पदार्थ तयार होऊ लागले व त्यांचा इतर धंद्यांमध्ये पुष्कळ उपयोग होऊ लागला.


 रासायनिक उद्योगात डांबरापासून अनेक प्रकारची रंगद्रव्ये उत्पन्न करण्याचा नवा धंदा सुरू झाला स्फोटक द्रव्यांच्या उत्पादनात मोठी क्रांती झाली तसेच औषधनिर्मितीसाठी व छायाचित्रणासाठी लागणारी शुद्ध रसायने, अल्कोहॉले, सुगंधी द्रव्ये, गुंगी आणणारी रसायने असे अनेक पदार्थ तयार करण्याचे नवे उद्योग सुरू झाले. रसायनशास्त्रातील प्रगतीमुळे कागद, काच, सिमेंट, चिनी मातीची भांडी, आगविटा, रबर, कातडे, आगपेट्या, साबण इ. अनेक धंद्यांमध्ये पुष्कळ सुधारणा करता आल्या व त्यामुळे तंत्रविद्येचे महत्त्व सर्वांना पटू लागले [→ रासायनिक अभियांत्रिकी रासायनिक उद्योग].

यंत्रयुग : यंत्रयुग म्हणजे माणसाने करावयाच्या कामाच्या यांत्रिकीकरणाचा काळ. जेथे यंत्रयुग प्रथम अवतरले त्या यूरोपातही यंत्रयुगाला सुरुवात केव्हा झाली हे अमुक एक वर्ष, दशक किंवा शतकही घेऊन नक्की सांगणे कठीण आहे. इ. स. ४०० च्या सुमारास रोमन साम्राज्याचा पाडाव झाल्यानंतर काही शतके यूरोपात अंधारयुग होते असे जुन्या यूरोपीय इतिहासकारांनी म्हटले आहे. काहींच्या मते हे अंधारयुग जवळजवळ एक सहस्रक टिकले. अंधारयुग म्हणजे जैसे थे चा व विनाप्रगतीचा काळ होय. ही संज्ञा पश्चिम यूरोपाच्या संदर्भातच वापरली जाते, कारण रोम येथील सत्ता जरी नष्ट झाली, तरी बायझंटिन (कॉन्स्टँटिनोपल-इस्तंबूल) येथे कॉन्स्टंटाइन या रोमन बादशहांनी राजधानी हालविली आणि ते शहर साम्राज्याचे सांस्कृतिक व धार्मिक केंद्र बनले. येथे रोमन सत्ता जवळजवळ सात शतके पण कशीबशीच टिकून होती आणि तेथे विज्ञान व तंत्रविद्या यासंबंधी काहीच कार्य केले गेले नाही. या काळात ख्रिस्ती सत्ताकेंद्रांनी पूर्वीच्या कला जिंवत ठेवण्याचा थोडाफार प्रयत्न केला इतकेच.

तेराव्या शतकापर्यंत सर्व तऱ्हेचे हिशोब बेरीज-वजाबाकी स्वरूपाचे असत व त्यासाठी गोटीचौकट वापरली जात असे पण या चौकटीने गुणाकार भागाकार करता येत नसत. त्या वेळी प्रचलित असलेल्या रोमन अंकांनी क्लिष्ट स्वरूपाचे हिशोब-गणन करणे किती त्रासाचे असेल, याची कल्पनाच केलेली बरी. बाराव्या शतकाच्या शेवटाला पीसा (इटली) येथील एक गणितज्ञ लिओनार्दो फीबोनात्ची यांना पूर्वेकडून आलेल्या अरबी व्यापाऱ्यांच्याकडून हिंदु-पद्धतीच्या अंकांची माहिती मिळाली. त्यांनी या अंकपद्धतीसंबंधी एक पुस्तक लिहून या पद्धतीने शास्त्रीय व व्यापारी गणन किती सोपे होते, हे विशद केले. यामुळे या हिंदु-पद्धतीच्या अंकांचा यूरोपभर झपाट्याने प्रसार झाला.

चौदाव्या शतकात सबंध यूरोपभर प्लेगाची साथ आली व तीत अदमासे एक चतुर्थांश प्रजा मृत्युमुखी पडली. यामुळे कामासाठी मजूर कमी पडू लागले व त्यातूनच जरूरीमुळे यंत्रांना सुरुवात झाली. म्हणजे चौदाव्या शतकाच्या अखेरीपासूनच्या काळात झालेल्या तांत्रिक प्रगतीचा हा यापुढील इतिहास आहे. पुढे अठराव्या शतकात जी औद्योगिक क्रांती झाली तिचा पाया केवळ माणसाचे श्रम वाचविणाऱ्या साधनांचा-यंत्रांचा शोध व वापर हा नसून ती चालविणाऱ्या नैसर्गिक ऊर्जांचा-शक्तींचा कार्यक्षमतेने वापर हा आहे.

आ. ९. ग्रीकांची पाणचक्की (नॉर्स).

शेती : मानवाच्या दृष्टीने पहिली निसर्गातील शक्ती त्याच्या दृष्टिपथात आली ती बैल, गाढव, घोडा यांची. त्यांचा नांगर व गाड्या ओढण्यासाठी उपयोग बऱ्याच वर्षांपूर्वीपासून होऊ लागला, पण त्यांची जुंपण्याची पद्धती चांगली नव्हती. यूरोपात घोडाच या कामी जास्त वापरला जाई. बहुधा घोड्यांची जोडी असे व जू आयाळीच्या मागच्या टोकाशी पाठीवर ठेवीत असत. जुवाच्या दोन्ही टोकांकडून दोन पट्टेही मागे आणीत. ही पद्धत बैलांना योग्य होती, पण घोड्यांना सोईची नव्हती. जुवापासून एक पट्टा घोड्याच्या मानेभोवतून घेतलेला असे पण घोडा जोर करू लागला की, या पट्ट्याचा दाब श्वसननलिकेवर पडून त्याला श्वसनाला त्रास होई. नव्या पद्धतीत एक आतून गादी लावलेला मानेभोवतालचा गळपट्टा होता व तो घोड्याच्या खांद्यावर टेकून राहत असे. जू काढून टाकून खेच या पट्ट्यावर दोरांनी किंवा साखळ्यांनी घेतली गेली. तसेच घोड्यांना नाल मारणेही सुरू झाले. या दोन्ही गोष्टींमुळे घोड्याची खेचण्याची ताकद पूर्वीच्या तिप्पट-चौपट झाली. घोड्यांची खेचशक्ती वाढल्यामुळे जास्त वजनदार व चाकांचे नांगर आले. चारपर्यंत घोडे-जोड्या वापरात येऊ लागल्या व त्यामुळे शेतांचे आकारमान वाढले व सामुदायिक शेतीची कल्पना पुढे आली. यामुळे शेतीचे उत्पादन वाढण्यास मदत झाली. शेतीतंत्रात यूरोपात, विशेषतः उत्तर व पश्चिम यूरोपात, याच सुमारास आणखी एक महत्त्वाची सुधारणा झाली आणि ती म्हणजे पिकांची त्रैवार्षिक फेरपालट ही होय. यामुळे जमीन ठराविक काळाने पडित (पड) ठेवण्याची जरूरी उरली नाही व उत्पन्न वाढले, पण जास्त खताची जरूरी भासू लागली. वाढत्या शहरांचे सांडपाणी व मैला यांचा जवळच्या शेतीसाठी चांगला उपयोग होऊ लागला.


 आ. १०. व्हिट्रूव्हिअस यांनी अभिकल्पिलेली सुधारित पाणचक्की व पिठाची गिरणी.जलशक्ती : जोराने वाहणाऱ्या पाण्याचा उपयोग जाते फिरविण्यासाठी प्रथम ग्रीकांनी केला आणि पुढे पंधराव्या शतकापासून या पाणचक्कीचा यूरोपभर प्रथम धान्य दळण्यासाठीच प्रसार झाला. नंतर यंत्रे चालविण्यासाठी तिचा उपयोग करण्यात येऊ लागला. सुरुवातीची पाणचक्की आ. ९ मध्ये दाखविली आहे. हिला नॉर्स चक्की म्हणतात. हिचा दंड उभा आहे व दंडाच्या खालच्या टोकाला पाती (फळ्या) लावलेली आहेत. प्रवाहाने ही पाती फिरतात व जात्याचे वरचे पेड फिरवितात आणि खालचे स्थिर राहते. हिची शक्ती ०·५ अश.च्या पेक्षा (अश्वशक्तीच्यापेक्षा) थोडी कमीच असे. या लहानशा चक्कीची सुधारलेली व जास्त अश्वशक्तीची आवृत्ती (इ. स. १८०) आ.१० मध्ये दाखविली आहे. हिच्यात पाती लावलेले चालक चाक मोठ्या व्यासाचे आहे व त्याला दंतचक्रमाला जोडलेली आहे.चाकाचा दंड आडवा असून चाकाचा खालचा काही भागच पाण्यात बुडलेला राहतो. आ.९ मधील पाणचक्कीत आधुनिक जल टरबाइनाचे तत्त्व सामावलेले आहे.

जल टरबाइन : वाफ एंजिनाचा विकास जल टरबाइनाच्या आधी झाला व त्यामुळे निरनिराळ्या उद्योगांत यांत्रिक शक्ती शक्य तितकी वापरण्याची लोकांत आवड उत्पन्न झाली. जेथे कोळसा मिळू शकेल तेथे स्वतंत्रपणे वाफ एंजिन वापरणे शक्य झाले पण या काळात जुन्या पाणचक्क्या चालू होत्याच. तसेच अशी काही ठिकाणे होती की, जेथून कोळसा लांब होता व जवळच असलेला पाण्याचा प्रवाह खालच्या किंवा वरच्या आघाताच्या पाणचक्कीला योग्य नव्हता तेथील पाणी फुकट जात होते. अशा पाण्याचा उपयोग करण्यासाठी जे यंत्र शोधून काढण्याचे प्रयत्न झाले तेच जल टरबाइन  होय.

आडव्या पाणचक्कीचे टरबाइनात रूपांतर होण्याच्या संक्रमणावस्थेचा पहिला पुरावा म्हणजे लिओनार्दो दा व्हींची (१४५२–१५१९) यांनी काढलेले जल टरबाइनाचे रेखाचित्र हा आहे. या चित्रात चाकाला लावलेली पाती वक्र असून ती परिगतीच्या (गोल गतीच्या) अक्षाशी काही अंशांच्या कोनात काढलेली आहेत पण या चाकाला कोश मात्र दाखविलेला नाही. जवळजवळ अशा तऱ्हेचेच एक यंत्र १७३७ मध्ये बेरनार फॉरे द बेलीडॉर यांनी तयार केले व त्या शतकाच्या उत्तरार्धात इटली व द. फ्रान्समध्ये त्याचा थोडाफार प्रसार झाला. यापूर्वीही याबाबतीत काही प्रयत्न झाले होते, पण अठराव्या शतकाच्या उत्तरार्धापर्यंत मागील अनुभव, प्रायोगिक प्रयत्न व गणितीय विश्लेषण यांनी झालेल्या जलस्थापत्याच्या विकासाचीही मदत उपलब्ध झाली होती. १७५० मध्ये जॉन अँड्रेआस फोन सेग्नर यांनी एक प्रतिक्रिया तत्त्वावर चालणारे घूर्णी (फिरते) चाक बनविले होते. लेनर्ट ऑयलर यांनी त्यातील दोष व उणिवा समजण्यासाठी त्याचा चिकित्सक दृष्टीने सर्वांगीण अभ्यास केला व एक नवे पण आधुनिक दृष्टीने प्राथमिक असे यंत्र बनविले. यात एक पाण्याचे दंडगोलाकार भांडे होते यातून काढलेल्या नळ्या या भांड्याच्या खाली फिरणाऱ्या चाकाच्या प्रधीवरील पन्हाळीत पाण्याचा झोत सोडीत. पाण्याचे झोत गणनाने काढलेल्या कोनात या पन्हाळीवर आपटत. पन्हाळीच्या खालच्या बाजूने २० नळ्या पाण्याच्या निष्कासासाठी लावलेल्या होत्या. त्यांचा शेवटाकडील भाग आडवा व उमलता केलेला होता. हे यंत्र जरी प्रायोगिक होते, तरी प्रतिक्रिया टरबाइनाच्या रचनेचा त्यात पाया घातला गेला, हे त्याचे खरे महत्त्व आहे. क्लॉड बर्डिन यांनी ऑयलर टरबाइनाचा विकास करण्याचा प्रयत्न केला व १८२२ मध्ये त्यांनी स्वत:चा असा निराळाच अभिकल्प तयार केला. यानुसार सबंध टरबाइन पाण्याखाली घेतले होते. घूर्णी चाकाच्या परिघावर वक्र पाती होती व घूर्णकाच्या आत एक स्थिर भांडे होते. यात पाण्याच्या मार्गणासाठी पाती होती व त्यांच्यामुळे घूर्णकाच्या पात्यावर मार्गणासाठी पाती होती व त्यांच्यामुळे घूर्णकाच्या पात्यावर ठराविक वेगाने दिशेत पाणी जाई. घूर्णकावरील पात्यांच्या आकारातील दोषामुळे हे टरबाइन फारसे कार्यक्षम ठरले नाही. बर्डिन यांचे एक विद्यार्थी बन्वा फूर्नेशँ यांनी चार वर्षांच्या प्रयत्न–प्रयोगानंतर एक लहान ६ अश. चे नवीन यंत्र तयार केले. फूर्नेशँ यांच्या टरबाइनात बाहेरील घूर्णकात ३० वक्र पाती असून ती दोन पट्ट्यांच्या आडव्या कड्यांमध्ये बसविलेली होती. घूर्णकाचा आतील भाग बर्डिन टरबाइनाप्रमाणेच स्थिर होता व त्यात तशीच मार्गणक पातीही होती. पण ती एका खिळीवर फिरती होता व त्यामुळे त्यातून येणारी पाण्याची राशी जरूरीप्रमाणे कमीजास्त करण्याची सोय होती. १८३२ मध्ये फूर्नेशँ यांनी एक ५० अश.चे असेच टरबाइन बनविले व त्याबद्दल त्यांना पेटंटही मिळाले. हे आ. ११ मध्ये दाखविले आहे. या टरबाइनात खरे पाहिले, तर आवेग व प्रतिक्रिया या दोन्ही गोष्टी अंतर्भूत होत्या. तसेच ते १·४ मी. पाण्याच्या शीर्षाने (उंचीने) चालू शकत होते. फूर्नेशँ यांनी नंतर एक ४० अश.चे टरबाइन बनविले व ते १०८ मी. शीर्षाच्या पाण्यावर चालत होते. या आधीची जल टरबाइने इतक्या भिन्न शीर्षाने चालविता येत नव्हती.


आ. ११. फूर्नेशँ यांचे ५० अश.चे प्रतिक्रिया जल टरबाइन : (१) टरबाइनाचा कोश, (२) दंड, (३) टेकण धारवा, (४) आतली तबकडी व मार्गण पाती, (५) घूर्णक चाक, (६) आत येणारे पाणी, (७) बाहेर जाणारे पाणी.

त्यानंतर १८३२–५५ या काळात निरनिराळ्या देशांत जल टरबाइनात सुधारणा करण्याचे व नव्या जाती शोधून काढण्याचे प्रयत्न चालू होते. फूर्नेशँ यांच्या टरबाइनात पाणी आतून बाहेर असे अरीय दिशेने वाहत असे. अमेरिकेत १८५१ मध्ये जेम्स टॉमसन व १८५५ मध्ये जेम्स बी. फ्रान्सिस या दोघांनी प्रवाहाची  दिशा फिरवून  ते अरीय दिशेनेच पण बाहेरून आत वाहील, अशी रचना केली. या बदलाने घूर्णकाच्या वेगाचे नियंत्रण करणे सोपे झाले. फ्रान्सिस यांचे टरबाइन सर्वांच्या पसंतीस उतरून त्याचा यूरोपभर प्रसारही झाला व आजतागायतही ते वापरले जात आहे.

या काळात आवेग जातीच्या टरबाइनांच्या झालेल्या विकासात प्येअर सिमाँ झेरार यांचे कार्य महत्त्वाचे आहे. आवेग घूर्णकाच्या दोन शेजारील पात्यांमधील जागेत वातावरणीय दाब असावा लागतो व तेथे जर थोडी तरी मोकळी जागा असेल, तरच ते शक्य होते. झेरार यांनी ही गोष्ट साधण्यासाठी पात्यांच्या अंर्तवक्रात पोकळ्या ठेवण्याची युक्ती १८५५ मध्ये शोधून काढली. या यंत्रांना प्रतिक्रिया यंत्रातल्यासारखीच पाती असत, पण १८५४ च्या सुमारास घूर्णकाच्या परिघावर चमचा किंवा डाव यांच्या आकाराची भांडी (बादल्या) बसविण्यात येऊ लागली. या बदल्यांवर पाण्याचा एकच झोत सोडण्यात येई. या शतकाच्या नवव्या दशकात लेस्टर ए. पेल्टन या अमेरिकी अभियंत्यांनी मध्ये ठेवलेल्या धारेने द्विभाजिलेली बादली वापरण्यास सुरुवात केली. या आकारामुळे या चाकाची कार्यक्षमता खूपच वाढली. हे चाक बसविलेले टरबाइन पेल्टन चाक म्हणून प्रसिद्ध असून अद्यापपर्यंत ते वापरात आहे. हे यंत्र खूप उच्च शीर्षाला फार उपयुक्त आहे.

जल टरबाइनाच्या विकासात फॉरेस्ट नागलर यांनी १९१० साली बनविलेल्या प्रतिक्रिया टरबाइनाच्या नव्या तऱ्हेच्या घूर्णकाने एक पाऊल पुढे पडले. या घूर्णकात पाण्याच्या प्रवाहाला अक्षीय दिशा होती व शिवाय तो रचनेत अगदी साधा व हलका होता. दिसायला तो आगबोटीच्या प्रचालकासारखा (पंख्यासारखा) होता. पाण्याचे शीर्ष व राशी स्थिर असताना त्याची कार्यक्षमता उच्च असे, पण भार कमी-जास्त झाला की, ती खाली येई. पुढे व्हिक्टर कॅप्लन या स्वीडिश प्राध्यापकांनी १९२० मध्ये पेटंट मिळविलेल्या प्रचालकात (या घूर्णकाला प्रचालकच म्हणतात) ही उणीव दूर करण्यात आली. टरबाइन चालू असताना भार कमीजास्त झाला, तर नियंता व सेवायंत्रणा (मदतनीस यंत्रणा) यांच्या मदतीने पाण्याची राशी बदलण्याची सोय होतीच पण शिवाय प्रचालकाच्या पात्यांचा कोनही चालू स्थितीतच बदलता येत होता. अशा रचनेमुळे टरबाइनावरील भार कमीजास्त झाला किंवा पाण्याच्या शीर्षात फरक पडला, तरी टरबाइनाची कार्यक्षमता अनुकूलतम राहू लागली. हे टरबाइन प्रतिक्रिया जातीचे असून त्याला कमी शीर्षही पुरते. या त्याच्या वैशिष्ट्यामुळे नदीवरील बंधाऱ्याखाली किंवा समुद्राच्या भरतीने मिळणाऱ्या खाडीच्या तोंडच्या शीर्षानेही ते चालू शकते.

जल टरबाइनात अगदी अलीकडे झालेली प्रगती म्हणजे पॉल डेरिएझ या अभियंत्यांनी १९५६ मध्ये तयार केलेले मिश्र (दिशा बदलणाऱ्या) प्रवाहाचे व बदलत्या अंतरालाच्या पात्यांचा घूर्णक असलेले टरबाइन हे आहे. हा प्रकार मध्यम उंचीच्या शीर्षासाठी उपयुक्त असून आंशिक भारातही त्याची कार्यक्षमता उच्च असते. तसेच हे टरबाइन पंपित पाण्याच्या साठ्याची व्यवस्था असलेल्या संयंत्रात फार उपयुक्त असते. कारण हेच टरबाइन पंप म्हणूनही काम करू शकते [→  जल टरबाइन].

पवनशक्ती : वाहत्या वाऱ्यात ऊर्जा असते हे पुरातन काळीही मानवाच्या लक्षात आले होते. ख्रि. पू. चार ते तीन हजार वर्षांच्या सुमारास टायग्रिस-युफ्रेटीस खोऱ्यांत होऊन गेलेल्या सुमारी संस्कृतीत होड्या चालविण्यासाठी त्यांना शिडे लावून वाऱ्याच्या शक्तीचा उपयोग करून घेणे माहीत झाले होते पण या शक्तीचा त्या काळी आणखी कशासाठी वापर झालेला दिसत नाही.


 यानंतर पवनशक्तीचा उल्लेख सापडतो तो इ. स. ४०० च्या सुमारास तिबेट व चीनमध्ये गेलेल्या यूरोपीय प्रवाशांच्या प्रवासवर्णनातच. त्यांनी तेथे वाऱ्याने फिरणारी प्रार्थनाचक्रे पाहिल्याचे लिहिले आहे. या चक्रांना पाती असून ती एका खांबाला अडकवीत. ही पवनचक्कीच होती. नंतर काही शतकांनी पवनचक्क्यांचा धान्य दळण्यासाठी पौर्वात्य देशांत उपयोग होऊ लागला असावा, कारण तेराव्या शतकातील एका प्रवाशाने अशी धान्य दळण्याची पवनचक्की पहिल्याचे नमूद केले आहे. त्याने पाहिलेली चक्की दोन मजल्यांची होती. वरच्या भागात जाते होते व खालच्या बंद भागात कापडाची शिडे जात्याच्या दंडाला फिरवीत होती. भितींना नरसाळ्यासारखी भोके होती व या वाटांतून वारा आत येत असे.

आ. १२. खांबावरची पवनचक्कीयूरोपात प्रामुख्याने हॉलंडमध्ये पवनचक्क्या वापरण्यास तेराव्या शतकात सुरुवात झाली. सुरुवातीच्या चक्क्या एका भल्या मोठ्या जाडजूड खांबावर बसविलेल्या असत. आ. १२ मध्ये दाखविलेल्या चित्रावरून या चक्कीची कल्पना येईल. जाते आडवे होते व घूर्णकाच्या (घूर्णक पंख्यासारखा दिसे) आसाला लाकडी दंतचक्रे किंवा मळसूत्र व मळसूत्री चाक लावलेले असे. वाऱ्याची दिशा बदलताच घूर्णकाचे तोंड त्याच्याकडे करता यावे म्हणून एकखांबी आधाराची उभारणी होती. यानंतर पश्चिम यूरोपात तिचा खूप प्रसार झाला व त्याबरोबर तिच्या रचनेत सुधारणाही झाली. तसेच तिचा आकारही जास्त शक्तीसाठी वाढत गेला. पंख्याचा व्यास साधारणत: १७ ते २६ मी. असे. एवढ्या मोठ्या व्यासाचा घूर्णक उंच मनोऱ्यावर बसवून त्याच्या फिरण्याने यांत्रिक शक्ती मिळविणे ही सोपी गोष्ट नव्हती. चक्क्यांचा आकार वाढू लागताच प्रथम त्या बसविण्यासाठी मोठाले मजबूत व उंच मनोरे बांधण्यात येऊ लागले, हे दगड वा विटांचे असत. या चक्क्यांचे बहुतेक सर्व भाग लाकडी असत व जाती आडवी असत. पुढे १७५४ मध्ये प्रथम लोखंडी भाग वापरण्यास सुरुवात झाली. वर उल्लेखिलेल्या अडचणींत शिडांचा अवजड भाग वारा बदलेल तसा फिरविणे व गिरणी बंद करण्यासाठी काटकोनात फिरवणे याही होत्या. याकरिता घूर्णक दंडाच्या मागच्या बाजूला एक लांब वासा लावून तो फिरविणे ही सामान्य पद्धत होती. ली नावाच्या तांत्रिकांनी १७४५ मध्ये शिडे आपोआप फिरतील असे एक शिडांच्या मागच्या बाजूने लावण्याचे साधन तयार केले होते.

या गिरण्यांच्या प्रदान शक्तीविषयी विश्वसनीय माहिती मिळत नाही. या गिरण्या अठराव्या शतकातच पीठ दळण्याशिवाय इतर यंत्रे चालविण्यासाठीही वापरण्यात येऊ लागल्या होत्या. या गिरण्यांचा विकास होत असतानाच ऊष्मा एंजिनाचाही विकास होत होता. वाफ एंजिन हे पवनचक्कीच्या मानाने आटोपशीर, वाटेल तेवढ्या शक्तीचे व वाऱ्यासारख्या बेभरवशाच्या गोष्टींवर अवलंबून नसल्याने ते पुढे येताच पवनचक्क्या मागे पडल्या व नंतर लुप्तही झाल्या. तथापि १९७४ पासून निर्माण झालेल्या इंधन पुरवठ्याच्या समस्येमुळे पवनशक्तीचाही शास्त्रज्ञ अभ्यास करीत आहेत [→ पवनचक्की].

उष्णता शक्ती : वाफ शक्ती : वाफेत यांत्रिक कार्य करण्याची शक्ती आहे हे ओळखणारे पहिले शास्त्रज्ञ ॲलेक्झांड्रियाचे हीरो हे होत पण प्रत्यक्ष कामासाठी वाफेचा उपयोग मात्र सतराव्या शतकाच्या अखेरीपर्यंत झाला नाही. पाणी उपसण्यासाठी टॉमस सेव्हरी यांनी वाफेवर चालणाऱ्या एका साधनाचे १६९८ मध्ये पेटंट घेतले. पुढे १७०५ मध्ये टॉमस न्यूकोमेन व त्यांचे मदतनीस जॉन कॉली यांनी एंजिनापासून वाफक (बॉयलर) वेगळा केला व सिलिंडरात दट्ट्या वापरला. न्यूकोमेन यांचे व त्याबरोबर काही वर्षे सेव्हरी यांचेही एंजिन खाणीतले पाणी उपसण्यासाठी बरीच वर्षे वापरात होते. या एंजिनात जेम्स वॉट (१७३६–१८१९) यांनी निरनिराळ्या सुधारणा करून त्यांबद्दल १७६९ मध्ये पेटंट घेतले. त्यांनी केलेली सर्वांत महत्त्वाची सुधारणा म्हणजे सिलिंडरामध्ये आलेल्या वाफेत पाणी सोडून तेथे निर्वात स्थिती निर्माण करण्याऐवजी एक निराळेच भांडे (संघनक) वापरले व तेथे वाफ संघनित (द्रवीभूत) केली. या युक्तीमुळे केवळ हवेच्या दाबानेच दट्ट्या ढकलण्याऐवजी त्यासाठी प्रत्यक्ष दाब असलेली वाफ वापरता येऊ लागली. वाफक पूर्वीच वेगळा झाला होता. पण वॉट यांच्या संघनकाने सिलिंडराचे आलटून पालटून गरम व थंड होणे व त्यामुळे उष्णता वाया जाणे थांबले.


 जेम्स वॉट यांच्या एंजिनाने पूर्वीच्या मानाने जरी बरीच सुधारणा गाठली होती, तरी त्यातही कित्येक उणिवा इतर अभियंत्यांना विचार करता दिसून येऊ लागल्या. पण वॉट यांना मिळालेल्या पेटंटातील तरतुदीमुळे त्यांना एंजिनात सुधारणा करणे शक्य झाले नाही. जोनाथन हॉर्नब्लोअर यांनी १७८१ मध्ये दोन सिलिंडरांचे एक संयुक्त एंजिन बनविले होते, पण न्यायालयाने ते करण्यात वॉट यांच्या हक्कांचा भंग झाला असे ठरविले व हॉर्नब्लोअर यांचे काम बंद पडले. नंतर आर्थर वुल्फ यांनी १८०४ मध्ये पहिले उच्च दाबाचे संयुक्त एंजिन बनविले. यात वाफेचे प्रसरण मूळ घनफळाच्या कित्येक पट होत होते व त्यामुळे ते वॉट यांच्या एंजिनापेक्षा बरेच जास्त कार्यक्षम ठरले. या वेळपर्यंत वॉट यांचे पेटंट कालातीत झाले होते. त्यामुळे वुल्फ यांना त्याबाबतीत त्रास झाला नाही. यापूर्वी विल्यम मॅर्‌डॉक यांनी १७८५ मध्ये एक उभ्या डोलणाऱ्या सिलिंडराचे एंजिन तयार केले होते व त्याला प्रथमच सरक झडप वापरण्यात आली होती.

सुमारे १८०० ते १८६० या अवधीत पाणी पंप करणाऱ्या एंजिनांत फारशी प्रगती झाली नाही पण जेव्हा ही एंजिने कारखान्यातील यंत्रांना शक्ती पुरवण्यासाठी वापरली जाऊ लागली तेव्हा या जुन्या एंजिनांना असलेली शक्ति-प्रेषणाची आंदोलित होणारी तुळई (तरफ) गैरसोयीची ठरली. यातच १८३० मध्ये रिचर्ड रॉबर्ट्‌स यांनी रंधायंत्र (प्लेनिंग यंत्र) बनविले व त्यावर या एंजिनांना लावण्यासाठी क्रॉसहेड (पुढे-मागे सरकणारा ठोकळा) तयार झाले. याच्यामुळे  एंजिनाचा भुजादंड फक्त संयोगदांडा व भुजा वापरून फिरविता येऊ लागला. एंजिनाच्या रचनेच्या विकासातील हा महत्त्वाचा टप्पा आहे. वॉट पद्धतीच्या एंजिनांना कोळसा फार लागे (सु. ४·२–४·५ किग्रॅ./अश. ता.) व ती चालविण्यास महाग पडत. यांसंबंधी इंग्लंड व अमेरिकेत काही अभियंत्यांनी संशोधन केले व त्यांपैकी ऑलिव्हर एव्हान्झ यांच्या कार्याला महत्त्व मिळून १८६० च्या आसपास ४·२–५·६ किग्रॅ./सेंमी. दाब वापरणे व्यवहारात रूढ झाले. त्यामुळे कोळशाचा व्यय बराच कमी झाला.

यापुढील सर्व प्रयत्न एंजिनाची कार्यक्षमता वाढविण्याच्या दिशेनेच झाले. संशोधनाची व्यावहारिक दृष्टी नव्या झडपा शोधून काढण्याकडे वळली तर सैद्धांतिक दृष्ट्या कार्य करणाऱ्यांचे लक्ष वाफेचे गुणधर्म, वाफेचे सिलिंडरात होणारे वर्तन, वाफकात उष्णतेचे होणारे संक्रमण, वाफेच्या उच्च दाबाचा परिणाम, वाफेच्या अधितापनाचा परिणाम इ. गोष्टींनी वेधून घेतले. याच संशोधनातून ऊष्मागतिकी या विषयाचा जन्म झाला. एकूण पुढील काळात एंजिनाच्या भागांच्या बनावटीत व बारीक सारीक गोष्टीत सुधारणा होत गेल्या पण मूळ स्वरूपात बदल झाला नाही. एंजिन तंत्रातील आणखी काही नाव घेण्याजोगे टप्पे म्हणजे १८९० च्या सुमारास पुढे आलेले उच्च गतीचे व हलके बेलिस-मार्‌कॉम एंजिन आणि १८८५ मध्ये अभिकल्पिलेले पण प्रथम १९०८ मध्ये यशस्वी रीतीने तयार झालेले एकदिश प्रवाहाचे एंजिन हे म्हणता येतील [→ वाफ एंजिन].

 

वाफ टरबाइन : यातील आधारभूत तत्त्व फार जुने असून ते हीरो यांनी वर्णिलेल्या एका प्रयुक्तीत दिसून येते. यात एक पत्र्याचा पोकळ गोल त्याच्या एका आडव्या व्यासाच्या टोकांवरील खिळींनी धारव्यांत (बेअरिंगांमध्ये) फिरता असतो. गोलात थोडे पाणी असते. या गोलाला धारव्यांच्या अक्षाला काटकोनात असलेल्या व्यासावर काटकोनात वळवलेल्या नळ्यांचे काही तुकडे बसविलेले असतात. गोलाखाली विस्तव पेटवला की, पाण्याची वाफ होते आणि ती नळ्यांच्या तोंडातून स्पर्शीय दिशेत वेगाने बाहेर पडू लागते. या वेगाची प्रतिक्रिया नळ्यांवर व गोलाकार होऊन गोल फिरू लागतो. यात प्रतिक्रिया टरबाइनाचे व तसेच झोत (जेट) प्रचालनाचे तत्त्व स्पष्ट दिसून येते. वाफेच्या या चालक शक्तीचा त्या वेळी प्रत्यक्षात मात्र उपयोग केलेला दिसत नाही. तसेच १६२९ मध्ये गियोव्हानी ब्रांका या इटालियन शास्त्रज्ञांनी आवेग जातीच्या टरबाइनासंबंधी प्रयोग केलेले आढळतात, पण या प्रयत्नांनाही औद्योगिक महत्त्व आले नाही. 

वाफ टरबाइनाच्या तंत्रविद्येला खरी चालना मिळण्यास एकोणिसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात सुरुवात झाली. टरबाइनासंबंधी प्रयत्न करणाऱ्या आद्य संशोधकांत द लाव्हाल हे स्वीडिश अभियंते प्रमुख गणले जातात. १८८० नंतरच्या दोन-तीन वर्षांत त्यांनी ४२,००० प्रती मिनिट फेऱ्यांचे (प्रमिफे.चे) एक प्रतिक्रिया टरबाइन बनविले पण त्यांनी विकसित केलेल्या एकपदी आवेग टरबाइनामुळेच ते प्रसिद्धीस आले. या टरबाइनाची रचना अगदी साधी होती. त्यात एक पोलादाचे चाक होते व त्याच्या प्रधीवर लहान लहान वक्र पाती बसविलेली होती. या चाकाच्या एका बाजूला काही प्रोथ (निमुळत्या नळ्या) बसविले होते व त्यातून वाफ येण्याची व्यवस्था होती. जर प्रोथातून येताना (पसरते प्रोथ) वाफेचे प्रसरण घडवले, तर वातावरणात बाहेर पडताना तिचा वेग खूप वाढतो. पात्यावर आपटणारी वाफेची राशी जरी अगदी लहान असली, तरी तिच्या अशा उच्च वेगामुळे ती पात्यावर लक्षणीय कार्य करू शकते, हे या टरबाइनामागील तत्त्व होते. चाकाची मजबुती, टरबाइनाच्या शक्तीचा चालनासाठी उपयोग करण्याकरिता मळसूत्री दात्यांच्या चक्रांची योजना इ. निरनिराळ्या अडचणींवर मात करून त्यांचे टरबाइन शेवटी १८८२ मध्ये तयार झाले व त्या वेळी तो शास्त्रीय ज्ञानाचा व तांत्रिक कल्पकतेचा विजय ठरला. जर वाफेचे महत्तम प्रसरण होईल असे प्रोथ अभिकल्पिले, तर तिच्या वेगात प्रचंड वाढ होते त्या दृष्टीने द लाव्हाल यांनी प्रोथाचाही प्रश्न पुढे १८८८ मध्ये सोडविला. तथापि उच्च कार्यक्षमतेसाठी जरूर वेगाची यंत्रे चालविण्याच्या दृष्टीने हे टरबाइन वापरण्यात अडचणी होत्या, तसेच हे एकचाकी टरबाइन मोठ्या शक्तीचे (त्याची ४५० अश. ही महत्तम होती) तयार करणे त्या काळी अशक्यप्राय होते. मात्र या टरबाइनाच्या रचनेचा साधेपणा, कमी वजन आणि कमी वाफेचा वापर या गुणांमुळे त्याचा प्रसार खूप झाला व पंखे, पंप, विद्युत् जनित्रे इत्यादींसाठी ते वापरण्यात येत होते.


 आ. १३. १८८८ मधील पार्सन्स प्रतिक्रिया वाफ टरबाइन : (१) घूर्णक, (२) वाफ आत येण्याचा मार्ग, (३) निष्कास मार्ग, (४) विद्युत् जनित्र मरे-मध्य रेषा.द लाव्हाल यांच्या सुमारासच इंग्लंडमधील चार्ल्स पार्सन्स हे प्रतिक्रिया टरबाइन बनविण्यात गुंतले होते. त्यांनी असले पहिले यंत्र १८८४ मध्ये बनविले व त्याला औद्योगिक दृष्ट्या जास्त महत्त्व प्राप्त झाले. वाफेचे गुणधर्म व द्रायूंच्या (वायू व द्रव यांच्या) गतीचा सैद्धांतिक विचार यांचा पार्सन्स यांनी आपले टरबाइन बनविताना व्यावहारिक दृष्ट्या प्रथम उपयोग केला. पार्सन्स यांच्या या टरबाइनात वाफेचा दाब ५·६ किग्रॅ./सेंमी. होता. वेग १८,००० प्रमिफे., त्याची शक्ती ७·५ किवॉ. (१० अश.) होती व ते एका विद्युत् जनित्राला सरळ जोडलेले होते. (लहान व मध्यम टरबाइनांची शक्ती किवॉ.मध्ये व खूप मोठ्यांची मेगॅवॉटमध्ये देण्याची प्रथा सांप्रत रूढ आहे). हे यंत्र आ. १३ मध्ये दाखविले आहे. या टरबाइनाच्या घूर्णकाच्या मध्यावर वाफ आत येत असे. घूर्णकाच्या दंडावर प्रत्येक बाजूला काशाची सात कडी होती व त्यांवर ४५° नी फटी ठेवलेल्या होत्या. दोन फटींमधील भाग म्हणजे एक पाते. पाती सपाट होती. या फटीत वाफ योग्य कोनाने शिरावी म्हणून या प्रत्येक कड्याच्या जोडीला तसलेच, फटी असलेले, काशाचे दुसरे एक स्थिर कडे होते. ही कडी दोन अर्धांत असून एक अर्ध कवचाच्या वरच्या भागाला व दुसरे खालच्याला लावलेले होते. वाफेचा दाब दंडाच्या टोकाकडे कमी होऊन तिचे घनफळ वाढणार म्हणून तिकडील फटी जास्त खोल (पाती अधिक उंच) केलेल्या होत्या. दोन्ही टोकांजवळील वाफ हवेत जात होती. घूर्णकाचे दोन भाग केल्याने त्यावर अक्षीय भार येत नव्हता. या टरबाइनाला दर किवॉ. ता. ला ५६·५ किग्रॅ. वाफ लागत होती. १८८९ मध्ये पार्सन्स यांनी पाती सपाटच्या ऐवजी वक्र केली आणि घूर्णकाच्या टोकाकडे मोठ्या व्यासावर बसवली. या सुधारणांमुळे टरबाइनाची कार्यक्षमता वाढून वाफेचा खप २६·३ किग्रॅ./किवॉ. ता. इतका खाली आला. अशी ४,८०० प्रमिफे.ची चार यंत्रे एका वीज कंपनीच्या शक्तिगृहात प्रथमच बसविण्यात आली. यांची प्रत्येकी शक्ती ७५ किवॉ. होती. १८९७ मध्ये पार्सन्स यांनी वाफेच्या अक्षसमांतर प्रवाहाऐवजी अरीय प्रवाह योजून एक नव्या प्रकारचे टरबाइन बनविले. त्याच वर्षी त्यांनी इंग्लंडातील प्लिमथच्या शक्तिगृहात १५० किवॉ. चे एक (जुन्या प्रकाराचे) यंत्र बसविले. सुरुवातीची टरबाइने असंघनन जातीची होती पण जसजशी ती मोठी होत चालली तसतशी त्यांची कार्यक्षमता (म्हणजे इंधनखर्च) महत्त्व पावू लागली व वाफेचे संघनन करणे आवश्यक झाले. संघनन विधीतील काही बारकावे लक्षात येऊन पार्सन्स यांनी टरबाइन व संघनक मिळून एकत्र संच बनविला. तसेच मोठाली म्हणजे मोठ्या शक्तीची टरबाइने करणे फायदेशीर आहे असे लक्षात आल्यावरून उच्च दाबाचा व नीच दाबाचा असे यंत्राचे दोन स्वतंत्र भाग केले, पण त्यांना दंड मात्र एकच ठेवला.

याच सुमारास पुष्कळ अभियंत्यांनी द लाव्हाल टरबाइनातील दोष व उणिवा नाहीशा करण्याचे प्रयत्न सुरू केले. त्यांच्यापैकी एक म्हणजे अमेरिकी अभियंते सी. जी. कर्टिस हे होत. उच्च कार्यक्षमता मिळण्यासाठी लाव्हाल टरबाइन उच्च वेगाने चालवावे लागे व या उच्च वेगाचा उपयोग करताना अडचणी येत. हा दोष नाहीसा करण्यासाठी त्यांनी वाफेचा वेग जास्त टप्प्यांनी कमी करणारे वेगसमासी असे एक टरबाइन तयार केले. यात फिरत्या पात्यांची काही कडी होती व या पात्यांत वाफ योग्य दिशेने येण्यासाठी प्रत्येक चाकापूर्वी स्थिर पात्यांचे कडे लावले होते. या रचनेमुळे टरबाइन दंडाचा वेग कमी झाला. यातील वाफेची कार्यपद्धती मुख्यत: आवेगावरच अवलंबून होती. कर्टिस टरबाइनात वाफेचे संपूर्ण प्रसरण प्रोथात होऊन वेगाची उच्चतम महत्ता प्रोथाच्या टोकालाच येई.

दुसरा यशस्वी प्रयत्न फ्रेंच अभियंते सी. ई. ए. रातो यांचा ठरला. त्यांनी वेगसमासाऐवजी दाबसमासाची कल्पना वापरली, पण मूळ तत्त्व आवेगाचेच ठेवले. या टरबाइनात स्थिर पात्यांच्या कड्यांच्या जागी राते यांनी स्थिर प्रोथांची कडी घातली व वाफेचा दाब सुरुवातीच्या प्रोथांतच वातावरण दाबापर्यंत (वा. दा. पर्यंत) न पोहोचवता तो शेवटच्या प्रोथकड्यातून बाहेर पडताना पोहोचेल असे केले. यामुळे टरबाइन दंडाचा वेग आणखीच कमी झाला. हे व कर्टिस टरबाइनही त्यांच्या कमी वेगामुळे आगबोटींच्या प्रचालक दंडांना सरळ जोडणे शक्य झाले. पार्सन्स टरबाइनही आगबोटीत वापरतात, पण दंतचक्रमालांनी त्याचा वेग कमी करावा लागतो [→ वाफ टरबाइन].

 

अंतर्ज्वलन-एंजिन : वाफेच्या शक्तिसाधनात अशा तऱ्हेने प्रगती होऊन मोठमोठी शक्तिशाली यंत्रे बनविली जात होती, तरी यापेक्षा लहान एंजिनाचीही जरूरी भासत होती. काही कारखान्यांतील कामे व यंत्रे अशी होती की, त्यांना वाफ एंजिन परवडणारे नव्हते. याचा परिणाम म्हणून अंतर्ज्वलन-एंजिनाच्या (ज्यात इंधन सिलिंडरातच जाळून कार्यकारी वायूला उष्णता देण्यात येते अशा एंजिनाच्या) विकासाकडे शास्त्रज्ञांचे लक्ष वेधले व १८५९ मध्ये खनिज तेलाच्या साठ्यांचा शोध लागल्याने त्याला औद्योगिक महत्त्व प्राप्त झाले.


आ. १४. लम्वार यांचे पहिले वायू एंजिन (१८६०)

अंतर्ज्वलन-एंजिनाची कल्पना वाफ एंजिनाइतकीच कदाचित जास्तही जुनी आहे. डच शास्त्रज्ञ क्रिस्तीआन हायगेन्झ (१६२९–९५) यांनी सिलिंडरात दट्ट्याच्या खाली बंदुकीच्या दारूचा स्फोट घडवला. त्यामुळे संतुलित दट्ट्या वर गेल्यावर खालच्या वायूंचे संघनन करून तेथे अशंतः निर्वात झाला की, मग दट्ट्यावर वातावरणीय दाब येऊन दट्ट्या खाली सरकेल आणि या धावेत दट्ट्या यांत्रिक कार्य करील अशी त्यांची कल्पना होती. हायगेन्झ यांचे प्रयोग दनी पापँ (१६४७–१७१४) यांनी चालू ठेवले. हे व इतर प्रयत्न चालू असले, तरी १८५९ पर्यंत अंतर्ज्वलन-एंजिनात फारशी प्रगती झाली नाही. त्यासाठी एत्येन लन्वार (१८२२–१९००) या फ्रेंच शास्त्रज्ञांनी द्विक्रिया वाफ एंजिनासारखे दिसणारे एक एंजिन बनविले. हे आ. १४ मध्ये दाखविले आहे. यात त्यांनी वायू व हवा यांचे मिश्रण वापरले व ते पेटविण्यासाठी विजेच्या ठिणगीचा उपयोग केला. एंजिनाला सरक झडप होती व ते पाण्याने थंड केलेले होते. एंजिनाच्या अर्ध्या धावेपर्यंत वायू व हवा सिलिंडरात येत आणि नंतर बंद होऊन ते मिश्रण पेटविले जाई. परतीच्या धावेत निष्कास होई व तसेच दट्ट्याच्या दुसऱ्या बाजूला मिश्रण प्रवेश, प्रज्वलन वगैरे क्रिया होत. हे एंजिन कार्याच्या दृष्टीने यशस्वी ठरले हे खरे पण ते वाफ एंजिनाच्या मानानेही खर्चिक होते कारण त्याला प्रती अश. ता. २·८ घ.मी. वायू लागे. मूलभूत दृष्टीने हे एंजिन यशस्वी ठरल्याने इतर संशोधकांना हुरूप येऊन ते नव्या कल्पना लढवण्यास उद्युक्त झाले. अशा संशोधकांत रॉबर्ट स्ट्रीट (एंजिन १७९४ मध्ये), विल्यम सेसिल (१८२०), सॅम्युएल ब्राउन (१८२३), डब्ल्यू. एल्. राइट (१८३३), एम्. ह्युजन (१८६२) व अल्फाँस ब्यू द रोचस हे उल्लेखनीय आहेत. रोचस यांनी चार धावांच्या आवर्तनाचे १८६२ मध्ये एकस्व (पेटंट) मिळविले. त्यांच्या सिद्धांताचा प्रत्यक्ष एंजिनात वापर करण्याचे काम मात्र इतरांनी केले.

सुरुवातीला टर्पेंटाइन व हायड्रोजन आणि पुढे कोळशाचा वायू इंधन म्हणून वापरात होते, परंतु ही इंधने तितकीशी समाधानकारक नव्हती. १८५९ नंतर खनिज तेलाचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन होऊ लागल्यावर त्याचाच अंतर्ज्वलन-एंजिनात विविध स्वरूपांत वापर होऊ लागला.

आ. १५. ओटो यांचे चार धावांचे पहिले वायू एंजिन (१८७६)मध्यंतरीच्या काळात शास्त्रज्ञ अंतर्ज्वलन-एंजिनात घडत असलेल्या शक्तिजननाच्या क्रियांसंबंधी सैद्धांतिक दृष्ट्या अभ्यास करू लागले. जी. ए. ईर्न यांनी इंधन मिश्रणाच्या स्फोटानंतर वायूंचे प्रसरण आवश्यक व उपयुक्त असल्याचे म्हणणे मांडले. स्फोटापूर्वी वायूंचे संपीडन (दाब देऊन संकोचन करणे) केले, तर बरीच अधिक शक्ती मिळू शकते असा. जी. श्मिट यांनी १८६१ मध्ये निष्कर्ष काढला. त्याच वर्षी फ्रान्समधील फ्रांस्वा मिलिअन यांनी निराळे पंप वापरून संपीडित मिश्रणाची एक टाकीच एंजिनाला जोडली. या दोघांच्या संशोधनाने इंधन मिश्रणाच्या संपीडनाची आवश्यकता सर्वांस पटली. द रोचस यांनी १८६२ मध्ये मांडलेले चार धावांच्या आवर्तनाचे तत्त्व मात्र नीकोलाउस ओटो या जर्मन अभियंत्यांनी त्या तत्त्वावर चालणारे एंजिन (आ. १५) जेव्हा १८७६ मध्ये यशस्वी करून दाखविले तेव्हाच मान्यता पावले. ओटो यांचे एंजिन त्या वेळी बिनआवाजी वायू एंजिन म्हणून प्रसिद्धीस आले होते. त्यांचे एंजिन जरी चार धावांचे आवर्तन करीत होते, तरी त्या आवर्तनाची कल्पना त्यांनी द रोचस यांच्याकडून घेतलेली नसून स्वतःच स्वतंत्रपणे संशोधिलेली होती. त्यांच्या बनावटीत उत्तम कारागिरी होती आणि तपशिलातही काही उणीव नव्हती. ओटो यांचे वैशिष्ट्य म्हणजे पूर्वीच्या निरनिराळ्या प्रकारांत जे जे काही उपयुक्त वाटले ते त्यांनी आपल्या एंजिनात समाविष्ट केले. हे एंजिन मितव्ययीही होते, कारण त्याला प्रती अश. ता. ०·५६ घ. मी. वायू लागे व ही राशी लन्वार एंजिनाच्या मानाने एक-पंचमांशच होती. ज्याप्रमाणे वाफ एंजिनांच्या इतिहासात वॉट यांचे द्विक्रिया वाफ एंजिन त्याचप्रमाणे अंतर्ज्वलन-एंजिनांच्या इतिहासात ओटो यांचे वायू एंजिन युगप्रवर्तक ठरले, तसेच पुढील सर्व संशोधनाचा ते पायाही बनले. जेथे थोड्या शक्तीची गरज असते ती या एंजिनानं उत्तम प्रकारे भागविली आणि लहान कारखाने व वाहने यांच्या वाढीला त्याच्यामुळे चांगलेच प्रोत्साहन मिळाले.


 वायू एंजिनातील आणखी काही सुधारणा : अंतर्ज्वलन-एंजिन मुळात वायु एंजिनाच्या रूपात तयार झाले हे वरील वर्णनावरून समजून येते व त्याच्या विकासातील १८७६ मधील ओटो एंजिन हा अतिशय महत्त्वाचा टप्पा आहे. यापुढील महत्त्वाचे पाऊल सर ड्यूगाल्ड क्लार्क यांनी १८७८ साली दोन धावांच्या आवर्तनावर चालणारे एक नवे एंजिन पुढे आणल्यावर पडले. चार धावांच्या ओटो आवर्तनातील चारही क्रिया– चोषण, संपीडन, प्रज्वलन-प्रसरण (शक्ती उत्पादन) व निष्कासन– या एंजिनात दट्ट्याच्या दोन धावांतच साधल्या होत्या आणि त्याच्या सिलिंडरात झडपांऐवजी दट्ट्यानेच उघडझाप होणारी द्वारे होती. वायु-हवा मिश्रण पंपाने एंजिनाशेजारी एका टाकीत जरूर त्या दाबात भरून ठेवले होते. या एंजिनात चार धावांच्याऐवजी दोन धावांत जरी एक धाव शक्ती देणारी होत होती, तरी त्याची शक्ती मात्र ओटो एंजिनाच्या दुप्पट नव्हती कारण त्याच्या कार्यपद्धतीमुळे त्यात इंधन कमी जाई व थोडे वायाही जाई. या प्रकारची काही थोडी एंजिने बनविली गेली, पण त्यांचा फारसा प्रसार झाला नाही. कारण मोठ्या वायू एंजिनाची त्या वेळी मागणी नव्हती. तथापि २० वर्षानंतर कर्टिंग यांनी क्लार्क पद्धतीच्या एंजिनांचा जास्त शक्तीसाठी वापरण्याकरिता पुनरुद्धार केला. दरम्यान १८९१ मध्ये इंधनमिश्रणाच्या पंप व टाकीऐवजी एंजिनात बंद असलेली भुजापेटी वापरली गेली व तिचा पंपासारखा उपयोग होऊन एंजिनात इंधन भरणे सुरू झाले. ही पद्धती आता तेल व पेट्रोल एंजिनासाठी वापरली जाते. १९१२ पासून ४००–५०० अश. पेक्षा कमी शक्तीच्या वायू एंजिनांच्या रचनेत व कार्यपद्धतीत बदल झाला नाही. त्यांच्या बनावटीच्या कारागिरीत अर्थातच ती बनविणाऱ्या यंत्रांच्या प्रगतीबरोबर सुधारणा होत गेली. मोठ्या एंजिनांचे प्रमाणीकरण झाले व मोठी शक्ती मिळण्यासाठी बहु-सिलिंडरी उभी एंजिने वापरात आली.

वायू एंजिनात प्रगती होत असतानाच त्याला लागणारा वायू निरनिराळ्या प्रकारे मिळविण्याविषयी प्रयत्न सुरू झाले होते. अपुऱ्या हवेत कोक जाळून मिळणारा प्रोड्यूसर वायू  आणि तप्त कोक वा दगडी कोळशावरून प्रथम हवा नंतर पाण्याची वाफ नेऊन मिळणारा पाणवायू  यांचा शोध लागल्यावर एंजिनांना लागणारा वायू मोठ्या प्रमाणावर उपलब्ध झाला. यामुळे एंजिनाचे आकारमान वाढत गेले व ती ५००–६०० अश. पर्यंत मोठी झाली. प्रोड्यूसर वायूच्या भट्टीत यांत्रिक रीत्या हवा घालण्यापेक्षा एंजिन त्या भट्टीला सरळ जोडण्याची कल्पना पुढे आली व ती रूढही झाली. या पद्धतीमुळे प्रोड्यूसरच्या भट्टी कोळशाच्या खरीशिवाय लाकडाचे तुकडे, भुसा इ. कोणतेही जळाऊ पदार्थ चालू लागले व त्यामुळेही वायूचा खर्च कमी झाला. याचा परिणाम म्हणून भट्टीसहित वायू एंजिनाचा शेतात, रानात, खाणीत इ. ठिकाणी वापर होण्यास सुरुवात झाली.

पेट्रोल एंजिन : वायू एंजिनाला मिळालेले यश व त्यामुळे त्याचा झालेला प्रसार पाहून इतर इंधनांच्या उपयोगासाठी प्रयत्न करण्यात येऊ लागले. यांपैकी यशस्वी ठरलेला प्रयत्न म्हणजे गोटलीप डाइमलर व व्हिल्हेल्म मायबाख यांचा होय. त्यांनी १८८३ मध्ये पेट्रोलवर चालणारे चार धावांचे एंजिन तयार केले. ओटो-लांगेन एंजिन प्रती मिनिट १५० ते २०० फेरे करीत असे, तर हे डाइमलर-मायबाख एंजिन उच्च वेगाने (सु. ६०० प्रमिफे.) फिरत असे. या उच्च वेगामुळे या पेट्रोल एंजिनाचे प्रती अश. वजन ओटो एंजिनाच्या ४५० किग्रॅ. वरून ४० किग्रॅ. पर्यंत (१८८६ मधील एंजिन) खाली आले. एंजिन बरेच हलके झाल्यामुळे त्याचा वाहने चालविण्यासाठी उपयोग करण्याकडे अर्थातच तंत्रज्ञांची दृष्टी वळली आणि डाइमलर व कार्ल बेंट्स या दोघांनीही स्वतंत्रपणे ही एंजिने बसविलेल्या मोटारगाड्या तयारही केल्या. या गाड्या म्हणजे आधुनिक मोटारगाड्यांच्या जन्मदात्याच होत. १८८३ सालचे पहिले एंजिन चार धावांच्या आवर्तनाचे असून त्याला बंद भुजापेटी होती व त्यात उखळीची वंगणपद्धती योजिली होती. चोषण झडप चोषणाच्या दाबन्यूनतेमुळे उघडे, तर निष्कास झडप एका कॅमने [→ कॅम] उघडे. एंजिनात वापरलेल्या पेट्रोल-हवा मिश्रणाच्या बाष्पाचे प्रज्वलन एका तप्त प्लॅटिनम तारेने घडवले जात होते. डाइमलर-मायबाख एंजिनाचा उच्च वेग व (वजनाचा) हलकेपणा हे दोन गुण जरी महत्त्वाचे होते, तरी वाहनांकरिता उपयोगी पडण्याच्या दृष्टीने त्यात वापरण्यात येणारे इंधन द्रवरूप होते, हा प्रमुख फायदा होता.

साधारणत: सन १९०० च्या आगीलमागील पाच–दहा वर्षांत पेट्रोल एंजिनाला लाभदायक अशा विविध सुधारणा झाल्या. इंधन-हवा मिश्रणाच्या प्रज्वलनासाठी कोरडे विद्युत् घट व प्रवर्तन वेटोळे पद्धती (प्राथमिक वेटोळ्यातील विद्युत् प्रवाह खंडित करून द्वितीयक वेटोळ्यात उच्च दाबाचा विद्युत् प्रवाह निर्माण करणारे साधन वापरणारी पद्धती) आली आणि नंतर ⇨चिरचुंबकी जनित्र (मॅग्नेटो) आले. निरनिराळ्या प्रकारच्या झडपा वापरून पहाण्यात आल्या व फुलझडप [→ झडप] श्रेष्ठ ठरली. निरनिराळी इंधने (उदा., बेंझीन, केरोसीन, पेट्रोल) वापरून बघितली गेली व शेवटी पेट्रोल सर्वोत्तम ठरले. विशेष लक्षात ठेवण्यासारख्या सुधारणा म्हणजे ॲल्युमिनियम व तिच्या मिश्रधातू यांचा एंजिनाच्या बनावटीत उपयोग अभिकल्पात, इतर द्रव्यात व कारागिरीत प्रगती यामुळे एंजिनाचे वजन कमी होण्यास मदत झाली आणि त्याचे काम चांगले विश्वासार्ह वाटू लागले. तसेच महोत्पादन पद्धतीने ती बनविण्यात येऊ लागल्याने त्यांची किंमतही कमी झाली. या निरनिराळ्या प्रकारच्या सुधारणांमुळे पेट्रोल एंजिनाने मानाचे स्थान मिळविले.

तेल एंजिन : वायू एंजिनाला लागणाऱ्या प्रोड्यूसर वायूच्या भट्टीमुळे ते जरासे महाग व अवजड असते व त्यामुळे ते शेतात किंवा रानात वापरणे आता कठीण वाटू लागले. तसेच लहान कारखान्यांना ते परवडणारे नव्हते. वाहनांवर किंवा लहान नावा व पडाव यांवर बसविण्यासाठी ज्याप्रमाणे पेट्रोल एंजिन निघाले त्याप्रमाणे लहान कारखान्यांसाठी तेल एंजिनांचा जन्म झाला. तेल एंजिनात आरंभी वापारण्यात आलेले तेल म्हणजे त्या वेळी दिव्यात वापरावयाचे केरोसीन होते.

पुढील माहिती