Könnte eine Gesellschaft die Technologie des 18. Jahrhunderts erreichen, wenn sie sich auf die Verwendung von Kupfer und Bronze beschränkt?

Hintergrund:

In einer alternativen Geschichte der Insel, die zum modernen Großbritannien wurde, traten prähistorische Menschen in die Bronzezeit ein, entschieden dann aber (aus verschiedenen religiösen Gründen - deren vollständige Details für die Frage wahrscheinlich nicht relevant sind), dass es abscheulich wäre, sich mit anderen zu beschäftigen Metalle. Kupfer galt im Wesentlichen als heilig, während alle anderen Metalle als profan galten und verboten waren (auch im Handel mit dem europäischen Festland). Es istEs wird als akzeptabel angesehen, etwas Zinn zur Herstellung von Bronze zu verwenden, aber nur, wenn Kupfer allein für einen bestimmten Zweck nicht ausreicht. Stammesführer, Nomaden und sogar einsame Einsiedler überall auf der Insel teilen diesen Glauben und setzen ihn so gut sie können durch. Auch Reinzinnprodukte selbst sind verboten; Zinn darf nur zur Herstellung von Bronze verwendet werden und darf nicht mehr als ~20% der endgültigen Legierung ausmachen.

Das Verbot wird seit Tausenden von Jahren erfolgreich aufrechterhalten (abgesehen davon, wie man annehmen würde, dass gelegentlich Schmuggler mit kleinen Stücken Eisen- und Stahlschmuggel handelten) bis zur römischen Besetzung Großbritanniens. An diesem Punkt ziehen sich Gruppen dieser bronzeliebenden Menschen in magisch isolierte Teile des Landes zurück (in Gruppen zu Dutzenden oder Hunderten), um ein Leben ohne Eisen und andere Metalle fortzusetzen. Die geheimen Gemeinschaften können problemlos Handel treiben und miteinander kommunizieren, bleiben aber von den Römern und späteren Eindringlingen ungestört. Einfach gesagt leben und arbeiten sie in unauffindbaren Gegenden Großbritanniens (nicht anders als ein Fidelius-Zauber von Harry Potter oder ein Wahrnehmungsfilter von Doctor Who), und sie können ihr Kupfer, Zinn und andere Materialien auf die gleiche Weise wie sie von diesen Orten beziehen normalerweise würde.

Frage:

Vermutlich führen diese Beschränkungen zu einem Deckeneffekt in Bezug auf den technologischen Fortschritt, aber wie gut könnte sich eine auf Bronze basierende Gesellschaft tatsächlich entwickeln, bevor sie an ihre Grenzen stößt, wenn wir ihnen erlauben, Ersatzstoffe (Kupfer, Bronze mit oder ohne Zinn) frei zu verwenden -Metalle), wo wir normalerweise Eisen, Stahl, Blei, Messing und andere Metalle oder Legierungen verwenden würden? Konnten sie es konkret bis in die georgianische/viktorianische Zeit schaffen? Ich sollte sagen, ich brauche sie nicht, um Strom nutzen zu können; sie verabscheuen das genauso wie Eisen und Stahl

Eine Sache zu beachten: Ich nehme hier gerne ein bisschen kreative Lizenz mit der Geologie und erkläre, dass die Verfügbarkeit kein einschränkender Faktor ist. Dies ist eine Erde, auf der Kupfer und Zinn so reichlich vorhanden sind, wie wir sie brauchen, um den technologischen Fortschritt zu erleichtern. Mir geht es eher darum, ob die physikalischen Eigenschaften von Bronze tatsächlich für den Zweck geeignet sind. Nach dem, was ich gelesen habe, lag der Grund, warum der prähistorische Mensch von Bronze zu Eisen wechselte, hauptsächlich in der Leichtigkeit, letzteres zu beschaffen und zu verarbeiten, und nicht in der Entdeckung überlegener physikalischer Eigenschaften (jedenfalls zu dieser Zeit). Das beantwortet meine Frage für die ersten paar hundert Jahre des langsamen technologischen Wachstums, aber ich frage mich, ob eine Gesellschaft, die nur aus Bronze besteht, zu zerfallen beginnt, wenn wir das Mittelalter oder die industrielle Revolution erreichen,

Es gibt ein paar spezifische Technologien, bei denen ich mir besonders unsicher bin, obwohl ich ein neues Gesicht hier bin und es vielleicht als zu allgemein angesehen würde, eine Liste davon zu veröffentlichen. Vielleicht nicht. Ich lasse es vorerst hier, bearbeite es aber gerne, wenn es nicht angemessen ist:

  • Gaslampen (und im weiteren Sinne Gasherstellung oder Erdgasförderung)
  • Inneninstallation
  • Dampflokomotiven
  • Frühe Feuerwaffen
  • Ein Abwassersystem
Wenn Kupfer und, viel wichtiger, Zinn auf der Erde reichlich vorhanden gewesen wären, hätte die normale Zivilisation bis zur Entdeckung industrieller Prozesse zur Stahlherstellung im 19. Jahrhundert Bronze zum Eisen verwendet. Also ja, offensichtlich könnten sie die Technologie des 18. oder frühen 19. Jahrhunderts erreichen. Leider ist Zinn auf dieser Erde rar... Zum Beispiel wurden Feuerwaffen bis ins 19. Jahrhundert aus Bronze hergestellt; Inneninstallationen aus Kupfer sind immer noch weit verbreitet; Gaslampen wurden meistens aus Glas oder Bronze hergestellt; und Kanalisationssysteme bestanden normalerweise bis zum Aufkommen von Stahlbeton aus Ziegeln.
Ich schlage vor, dass es einfacher sein könnte, Ihre Welt mit der Fülle an Materialien zu konstruieren, die Sie möchten, anstatt zu versuchen, die Probleme, die durch Eisen in unserer Welt verursacht werden, wegzuzaubern. Vielleicht ist Eisen in geringen Mengen vorhanden, aber ohne Erzvorkommen.
Ihr größtes Problem sind Industriemaschinen, Kupfer (und "reine" Bronze) hat eine schlechte Verschleißfestigkeit, was bedeutet, dass sich Dinge wie Mühlen oder Lager aus Kupfer unglaublich schnell abnutzen. Sobald Sie anfangen, große leistungsstarke Maschinen oder kleine komplizierte Kupfer zu verwenden, wird es nicht funktionieren. Sie brauchen wirklich Trimetallbronze und Messing, um diese Art von Maschinen herzustellen.
@AlexP Auch Stahl ist Bronze nicht unbedingt überlegen. Es ist nur die günstige Verfügbarkeit, die es weiter verbreitet macht.
@John Bronze hat einen schlimmeren Verschleiß als Messing? Das ist mir neu.
@DKNguyen viel schlimmer, bis Sie den Punkt erreichen, an dem Sie mit dem Hinzufügen von Nickel, Aluminium oder anderen Metallen beginnen können

Antworten (4)

Seltsamerweise wären Kupferlegierungen für alle Dinge auf Ihrer "unsicheren" Liste durchaus akzeptabel. In manchen Fällen besser als Alternativen auf Eisenbasis. Die meisten davon sind Dinge, bei denen Eisen verwendet wird, weil es viel billiger als Kupfer ist.

Das große Problem sind meiner Meinung nach Tools. Da Kupfer weicher ist, verformen und verschleißen kupferbasierte Werkzeuge viel schneller. Dies würde für jede Art von angetriebenen Maschinen doppelt so hoch sein. Und es wird überraschend früh zum Thema. Äxte oder Pflüge aus Eisen sind besser als ihre Pendants aus Bronze. Obwohl es historisch gesehen billig genug war, um für normale Menschen verfügbar zu sein, war es wahrscheinlich der größte Vorteil.

Es ist schwierig, die Wirkung von erschwinglichem Kupfer und Bronze vorherzusagen , zumal der technologische Fortschritt weitgehend von der Wirtschaft getrieben wird. Viel würde davon abhängen, was Kupfer für sie erschwinglich macht.

Und das ist auch nicht die einzige Unbekannte. Wie groß ist ihre Population? Wie ist ihr Transportsystem? Wie viel Nahrung können sie produzieren? Was ist ihre Oberfläche? Sie brauchen eine gewisse "Masse" und Dichte an Menschen, um die Industrialisierung zu entwickeln und aufrechtzuerhalten.

Auch das "unentdeckbare Großbritannien" erfordert ziemlich viel Magie. Dies würde wahrscheinlich einen großen Unterschied machen.

Und natürlich ist es sehr wichtig zu berücksichtigen, wie sie mit der Außenwelt verbunden sind. Jede Art von Handel, egal wie diskret und gut kontrolliert, verschafft den Menschen Zugang zu den Vorteilen des äußeren technologischen Fortschritts und Wirtschaftswachstums. Wenn Sie wissen, dass jemand außerhalb eine Dampfmaschine gebaut hat, erfordert der Nachbau mit zugelassenen Materialien eine viel geringere technologische und wirtschaftliche Basis als die erste Erfindung. Wenn Sie Lebensmittel von außerhalb kaufen können, ist es nicht so wichtig, keine richtigen Pflüge zu haben. Sie können sogar Ihre Bronzewerkzeuge oder Kupferrohre importieren, die in Massenproduktion von einer externen Fabrik hergestellt werden. (Wahrscheinlich eine gute Idee, sollte esHalten Sie die ganze höllische Verschmutzung fern.) Sie können sogar Ihre eigenen Produkte auf externen Märkten produzieren und verkaufen und das Problem vermeiden, dass Ihre eigene Wirtschaft zu klein ist, um die industrielle Wirtschaft zu unterstützen.

Gaslampen
Ich sehe kein Problem darin, eine Gaslampe aus Kupfer zu bauen. Die Apparatur zur Verarbeitung des Gases könnte etwas problematischer sein und die Form und Größe der Ausrüstung könnte anders sein, aber es sollte immer noch machbar sein.

Inneninstallation
Könnte erreicht werden, wäre aber schwierig, wenn nicht ein wenig Lötzinn erlaubt wäre. Wenn für diesen Zweck kein Zinn zugelassen ist, sollte eine Art Kupfer-Klemmverbindung möglich sein, die Entwicklung kann jedoch länger dauern. In der Anfangsphase könnten die Rohrleitungen auf das beschränkt sein, was in einem Stück installiert werden kann. Eine andere Möglichkeit wäre, eine Kupferhülse um eine Verbindung zu erhitzen und sie dann leicht zu crimpen.

Dampfmaschinen
Ich hätte gedacht, dass Dampfmaschinen aus Kupfer hergestellt werden könnten http://www.alspcs.com/Copper.html Es gibt eine Stahlstange in dieser und einige Messingbeschläge, aber ich stelle mir vor, dass diese in Kupfer oder Bronze umgebaut werden könnten und bei Bedarf überdimensioniert. Beispielsweise könnte der Durchmesser der Kolbenstange die gleiche Breite wie der Kolbenkopf haben. Allerdings stelle ich mir vor, dass es mehr mechanische Ausfälle und einen viel geringeren Druck und Wirkungsgrad geben würde.

Frühe Schusswaffen
Ja nochmal. Bronze wurde verwendet, um frühe Schusswaffen in unserer Welt herzustellen.

Abwassersystem
Einfache gemauerte Tunnel würden auf der einfachsten Ebene funktionieren. Es hängt davon ab, was Sie wollen. Pumpen sind möglich, Absetzbecken und Luftgebläse sollten möglich sein.

Zusammenfassung
Alle von Ihnen erwähnten Gegenstände sollten baubar sein. Aber sie sind möglicherweise schwieriger zu installieren oder zu entwickeln, wenn sie nicht mit unserer Zeitlinie synchronisiert sind (Inneninstallation), und sie arbeiten viel weniger effizient (Dampfmaschinen und Feuerwaffen).

Wenn Sie nur Bronze mit unterschiedlichen Mengen an Kupfer und Zinn herstellen können, haben Sie Legierungen mit einem breiten Spektrum an mechanischen und physikalischen Eigenschaften, von denen einige sogar mit Stahl vergleichbar sind. Tatsächlich ist Bronze-llurgy :) alles, was Sie brauchen.

Einer der historischen Gründe für den Wechsel von Bronze zu Stahl in Europa war die Geologie. Große Zinnlieferanten befanden sich normalerweise nicht auf dem Kontinent. Andererseits sind Eisen und Kohle ziemlich reichlich vorhanden. Wenn Sie diese Einschränkung aufheben, kann Stahl bis zum Ende des 19. Jahrhunderts unnötig werden, als die Hochtemperaturofentechnologie den Weg für die Handhabung anderer Arten von Materialien ebnete.

Bezogen auf deine Liste:

  • Gaslampen (und im weiteren Sinne Gasherstellung oder Erdgasförderung): Während der Schmelzpunkt nicht so hoch ist wie bei Kohlenstoffstahl, schmilzt Bronze nicht leicht, wenn sie als Käfig für eine Gaslampe verwendet wird. Ich kenne die mechanischen Eigenschaften, die bei der Gasförderung erforderlich sind, nicht, aber solange es um die Herstellung von Rohren und Druckbehältern geht, sollte es kein Problem sein, Stahl durch Bronze zu ersetzen. Denken Sie daran, dass letzteres für Kanonen verwendet wurde und daher einem ziemlich hohen Druck und hohen Temperaturen standhalten kann. Angesichts der Tatsache, dass Bronze starke Klingen herstellt, wäre ich nicht überrascht, wenn es für Bohrer verwendet werden könnte.

  • Dampflokomotiven und frühe Feuerwaffen: Frühe Feuerwaffen wurden tatsächlich aus Bronze hergestellt, insbesondere Kanonen. Das deutet darauf hin, dass sich das Material auch zum Zusammenhalten einer Dampfmaschine eignen könnte. Beachten Sie, dass wir heute Bronze für verschleißfeste Lager verwenden.

  • Inneninstallationen und ein Abwassersystem: Im Vergleich zu Stahl und Eisen korrodiert Bronze weniger leicht und sollte länger halten, wenn sie für Installationen verwendet wird. Noch heute werden bestimmte Rohre zum Heizen von Gebäuden aus Kupferlegierungen hergestellt.

Eigentlich sind Sie ziemlich eingeschränkt, wenn Sie nur Kupfer und Zinn haben, die meisten verwendbaren Formen von Bronze haben ein drittes Metall, wie Blei, Zink, Nickel oder Aluminium. Fast alles, was Sie auflisten, wurde aus 3-Metall-Bronze hergestellt, nicht nur aus Kupfer und Zinn.

Ich würde (in Übereinstimmung mit früheren Beiträgen) vorschlagen, dass alle von Ihnen aufgeführten Technologien mit den angegebenen Einschränkungen tatsächlich möglich sind. Ich halte es auch für unwahrscheinlich. Wenn es eine Reihe religiöser Ideen gibt, die das Denken gegen bestimmte Metalle einschränken, dann ist die Untersuchung der metallurgischen Ideen zur Herstellung eines Druckbehälters (der für Dampfmaschinen benötigt wird) wahrscheinlich bestenfalls außerhalb einer typischen Forscherweltanschauung, schlimmstenfalls als Ketzerei. Dies würde bedeuten, dass metallurgische Fortschritte größtenteils zufällig wären und viel länger dauern würden.